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十月的上海飘着小雨,第二十六届中国国际工业博览会的展馆里人头攒动。一台金属外壳的机器前围了好几圈人,手机、相机、笔记本挤在一起拍。
做半导体报道十几年的记者感慨,头一回在公开展会上见到国产极紫外光源的实物。这台机器能不能救中国芯片的"命",现在下结论还早。但它把一件被捂了多年的事,端到了大家眼前——光刻机那颗"心脏",中国人也开始自己造了。
展台工作人员说得很稳:这台原型机的国产化率已经做到九成,核心零部件大部分自研,走的是激光等离子体路线,和海外主流厂商一致。可用于芯片曝光测试。
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一句平淡的介绍,背后是国内半导体装备圈憋了十几年的一口气。要搞懂这台机器为什么重要,得先说说芯片是怎么造的。工厂里的光刻机,干的是把电路图用光投到硅片上的活儿。
光当刻刀用,往指甲盖那么大的地方刻几十亿个晶体管。光的波长越短,线条就能越细。十三点五纳米的极紫外光,是目前唯一能把三纳米、五纳米这种先进制程推上量产的工具。
短一纳米,就是一代工艺的差距。麻烦的是,这种光自然界几乎没有。要造出来,得用高功率激光打锡液滴,让锡瞬间变成几十万度的等离子体,释放极紫外光。
打得多准?每秒击中五万次直径几十微米的飞行液滴,一次不能偏。偏了光就不稳,不稳就影响每小时能曝光多少片晶圆。效率一打折,几亿美元的光刻机就从印钞机变成烫手山芋。
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全球能造商用级EUV光源的,掰着手指头数得过来。朗道燧岩这台机器,取名"FlintNano LPP-OXXO"。
公司披露的参数是:驱动激光功率一千瓦,极紫外输出大于十五瓦,连续运行超过一百小时。对一台原型机来说,这几项能同时报出来,水平不低。但放到国际同行里比,差距一目了然。
ASML在2018年实现了250W光源功率,2025年4月又完成了1000W级EUV光源演示。不过,千瓦级光源距离大规模商业应用仍有工程化工作要做。
九成国产化这个数字,这几天被各路分析师掰开揉碎了说。往乐观里看,说明从真空腔体、精密激光器、锡液滴发生器到各种传感器,大部分环节国内都能找到替代。
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往冷静里看,剩下那百分之十才是最硬的骨头。可能是一种特种镀膜材料,也可能是某个关键的精密部件。一旦被卡,整台机器就只能趴在实验室。
半导体行业有句老话,九十分到九十九分的距离,比零分到九十分还要远。这台原型机露面的时间点,耐人琢磨。
阿斯麦在EUV上的垄断已经持续十多年。美国、荷兰从二〇一九年前后就陆续出手,禁止向中国大陆出口EUV设备。到二〇二三年,连DUV高端机型也进了禁运清单。
今年年初,荷兰又把维修和零部件服务收得更紧。外头的门越关越死,国内的实验室却把东西搬上了展台。两边一对照,画面感就出来了。国产EUV靠一家上海的初创公司撑着吗?当然不是。
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中科院光电所、上海微电子、长春光机所等多家科研机构和企业,这些年都在布局不同的EUV光源路线。有的走激光等离子体,有的试放电等离子体,还有的在摸自由电子激光这类更激进的方案。
多条腿一起走,是我们在重大科技攻关上的老办法。一条路赌到底风险太高,分散投入才能在未来的技术拐点上留点余地。资本市场的反应,比展馆里的人群还热。
十月十五日消息传开,A股的光刻机概念板块普遍走高,中微公司、相关供应链企业的股票轮番异动。中芯国际今年半年报营收做到三百八十六亿元人民币,同比增长近两成,归母净利润接近翻倍。
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市场在赌一件事:国产EUV哪怕只跑通一部分,整条先进制程产业链都要重新估值。但赌归赌,这个"如果"背后是三到五年的工程化长跑,几根涨停板走不完。
说到长跑,阿斯麦自己的经历最值得参考。这家荷兰公司从上世纪九十年代中后期开始EUV预研,到二〇一〇年前后交出第一台原型机,再到二〇一七年N7+开始量产,前前后后花了将近二十年。
中间,德国的蔡司、美国的Cymer(后被阿斯麦收购)、比利时的imec,整个西方半导体生态几乎全员上阵。我们眼下这条路,没人帮衬,还得自己补基础材料、精密加工、超净环境这些底子。
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从展馆走到晶圆厂,中间横着一道学术界叫"死亡之谷"的沟。不少原型机参数在实验室里跑得漂亮,一搬进二十四小时连轴转的产线,光源功率衰减、锡液滴形态漂移、反射镜污染这些毛病就一股脑冒出来。
阿斯麦当年EUV交付初期,台积电的工程师也熬了无数通宵。朗道燧岩那一百小时连续运行指标,放到商用场景只是第一步。
产线要求的是数千小时级别的稳定运行,寿命周期里性能还不能掉。还有一点容易被忽略:光源只是EUV光刻机里的一块拼图。
整机还要多层膜反射镜、纳米级双工作台、掩膜版、复杂控制系统等几十个子系统配合,零部件数以万计,供应商动辄几百家。
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国内在刻蚀机、薄膜沉积、清洗设备这些环节这两年突破不小,北方华创、中微公司的产品已经进了主流晶圆厂。但EUV整机,依旧是最难啃的硬骨头。
光源跑通,离一台完整的国产EUV还有很长的路。这台原型机得放进中美科技博弈的大背景里看。
早在2024年,英特尔就完成了首台商用High-NA EUV系统组装。到2026年,这项技术已经进入部分先进芯片产品的实际制造环节。台积电、三星也在同步推进两纳米量产。
先进制程这头,国际巨头正加速冲刺。国内这头,还在为十三点五纳米光源的量产攒工程经验。差距客观存在,但方向感比差距本身更值得关注。至少这次工博会上,这件事从PPT推到了实物。
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替读者捋一个清醒的判断:一台十五瓦的原型机,撼动不了阿斯麦的垄断,也不会让中芯国际明天就能流片三纳米。它更像一发信号弹,告诉外界,也告诉国内上下游,这条路有人在走,而且走通了第一个工程节点。
真正要盯的是接下来三到五年:这颗"心脏"能不能从十五瓦爬到百瓦级,能不能从一百小时跑到一万小时,能不能从展台搬到某条真实的晶圆厂产线上。半导体这件事,从来比的不是谁跑得快,而是谁耐得住。
日本在上世纪八九十年代一度在光刻机市场压过美国,但EUV这轮技术转型中掉了队,尼康、佳能的身影逐渐淡出先进制程视野。韩国靠几十年如一日的投入,才在存储器领域站稳脚跟。
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我们要在EUV赛道上追上来,拼的是人才储备、基础材料、精密制造,再加政策定力和资本耐心。这几样少一个都走不远。展馆的灯光打在那台原型机的金属外壳上,反射出一点冷冷的银光。
机身贴着不少国产供应商的标识,边上挂着一张写满参数的说明卡。围观的人散了又聚,聚了又散。一位带学生来参观的高校老师小声讲,这玩意儿十年前连PPT上都没人敢画,今天居然摆到现场了。
学生没说话,点了点头。有些东西,不用多讲,看一眼就能记一辈子。未来三到五年,这颗"心脏"能不能稳稳跳动,是观察中国半导体自主化进程最直接的一扇窗。它跳得稳,国内先进制程的天花板就有希望往上抬一抬。
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跳得不稳,整条产业链还得在卡脖子的阴影下咬牙过日子。工博会落幕之后,真正的较量才刚开始,场地从展馆挪到了实验室、车间和供应链的每一个节点。
这张入场券拿到手,中国的EUV长跑才算正式起跑。
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