本文首發(fā)騰訊新聞。文 | 華商韜略 吳蘇
芯片持續(xù)撬動(dòng)著資本、民心和政策，想讓行業(yè)崛起也絕非一日之功。
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近日，臺(tái)積電正式宣布，在美國(guó)給出的 120 天寬限期結(jié)束后（9 月 14 日之后），臺(tái)積電不再為華為代工生產(chǎn)芯片。同時(shí)，中芯國(guó)際也曾在其招股書中表示，未來可能無法用美國(guó)的半導(dǎo)體設(shè)備為華為代工芯片。
如此一來，形勢(shì)變得更為嚴(yán)峻，除了購(gòu)買第三方的芯片，自己制造芯片生產(chǎn)的核心設(shè)備光刻機(jī)，也是一個(gè)逼不得已的選項(xiàng)。
最近一則華為要生產(chǎn)光刻機(jī)消息，更是激起了輿論的巨大關(guān)注。
有媒體報(bào)道，華為方面已經(jīng)開始著力自建芯片晶圓廠，并且已經(jīng)在招聘光刻工藝工程師，工作地點(diǎn)在東莞松山湖。
還有消息稱，華為“確實(shí)去很多半導(dǎo)體設(shè)備廠挖人”，一家國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)廠商“被挖走了不少人”。
消息傳出，大批網(wǎng)友感到振奮，“如果華為搞，可以直奔 5nm 制程去，其實(shí) ASML 真干也只干了兩年”、“兩年搞定 5nm 芯片生產(chǎn)線”、“前期評(píng)估 5nm 光刻機(jī) 2 年內(nèi)投入量產(chǎn)”之類的評(píng)論層出不窮。
此前， 美國(guó)官方聲明，將嚴(yán)格限制華為使用美國(guó)的技術(shù)、軟件設(shè)計(jì)和制造半導(dǎo)體芯片，以保護(hù)美國(guó)國(guó)家安全，并切斷華為試圖脫離美國(guó)出口管控的途徑。
但針對(duì)美國(guó)此次限制升級(jí)，5 月 16 日上午，華為通過心聲社區(qū)發(fā)文稱：沒有傷痕累累，哪來皮糙肉厚，英雄自古多磨難。回頭看，崎嶇坎坷；向前看，永不言棄。
此外，近期還有好消息。英國(guó)當(dāng)?shù)貢r(shí)間 6 月 25 日，華為公司正式宣布其位于劍橋園區(qū)的第一期規(guī)劃已經(jīng)獲批，主要用于光電子的研發(fā)與制造。
該項(xiàng)目規(guī)劃經(jīng)歷三年多時(shí)間，今年是華為進(jìn)入英國(guó)市場(chǎng)的第 20 年，該公司目前在英國(guó)擁有 1600 名員工。
其實(shí)早在 2016 年，華為就申請(qǐng)了和光刻機(jī)相關(guān)的技術(shù)專利。也就是說，華其實(shí)在提前布局，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，華為已經(jīng)在相關(guān)領(lǐng)域投資了 80 億美元。
只是想要打造自己的生產(chǎn)線和光刻機(jī)難度是無法想象的。
2.
華為足夠強(qiáng)，但想成功造就光刻機(jī)也絕非一日之功。光刻機(jī)的本質(zhì)其實(shí)與投影儀+照相機(jī)差不多，但不過說起來，作為半導(dǎo)體行業(yè)“皇冠上的明珠”，想實(shí)現(xiàn)行業(yè)整體崛起必須打團(tuán)體戰(zhàn)！
這是涉及到種種專利及供應(yīng)鏈部件限制，并不那么容易突破封鎖。這從當(dāng)年最大光刻機(jī)巨頭尼康的衰落這件事上就能一探究竟。
上世紀(jì) 90 年代，光刻機(jī)的光源波長(zhǎng)被卡死在 193nm，成為了擺在全產(chǎn)業(yè)面前的一道難關(guān)。
但當(dāng)初要強(qiáng)的尼康的零件技術(shù)卻想全靠自己搞定。尼康選擇了在 157nm 上一條道走到黑，卻沒意識(shí)到背后有位虎視眈眈的攪局者。
尼康晚了半步，卻一步錯(cuò)步步錯(cuò)。錯(cuò)失 EUV 關(guān)上了尼康光刻機(jī)的大門，而 ASML 卻借機(jī)崛起，演繹出一場(chǎng)地地道道的美國(guó)式成功。
如今，ASML 成為全球光刻機(jī)的霸主，也是唯一能生產(chǎn) EUV（極紫外線）光刻機(jī)的荷蘭廠商，截至 2018 年初，在全世界范圍內(nèi)約有 12000 件專利和專利申請(qǐng)，在中國(guó)的專利申請(qǐng)就達(dá)到 1326 件。
不僅數(shù)量龐大，ASML 的專利也高度集中，幾乎都聚焦于光刻機(jī)及其零部件。專利背后，當(dāng)時(shí) ASML 擁有 160000 名員工，其中大部分都是研發(fā)人員。
事實(shí)上，ASML 能笑傲全球，不是荷蘭一個(gè)國(guó)家取得的成果，而是多個(gè)國(guó)家通力合作的產(chǎn)物。
因?yàn)椋饪虣C(jī)是一種集合了數(shù)學(xué)、光學(xué)、流體力學(xué)、高分子物理與化學(xué)、表面物理與化學(xué)、精密儀器、機(jī)械、自動(dòng)化、軟件、圖像識(shí)別領(lǐng)域頂尖技術(shù)的產(chǎn)物。
若不是當(dāng)年美國(guó)的小心思，拉偏見，提防日本崛起，根本就沒這個(gè)荷蘭公司的機(jī)會(huì)。
當(dāng)時(shí)，掌握光刻機(jī)界話語(yǔ)權(quán)的是日本尼康、佳能。
1997 年，美國(guó)巨頭英特爾組織了一個(gè)叫 EUV LLC 的聯(lián)盟。這個(gè)聯(lián)盟里，除了英特爾和牽頭的美國(guó)能源部，還有摩托羅拉、AMD、IBM，以及能源部下屬三大國(guó)家實(shí)驗(yàn)室：勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室。
英特爾希望把尼康和 ASML 拉進(jìn)聯(lián)盟，但美國(guó)將 EUV 視為推動(dòng)本國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)，不大希望外國(guó)企業(yè)參與其中。
然而，EUV 光刻機(jī)技術(shù)要求太高，可以說逼近物理學(xué)、材料學(xué)和精密制造的極限，單打獨(dú)斗可不行，本國(guó)的光刻機(jī)企業(yè) SVG 等又被來自日本的尼康“掃蕩”得扶不上墻，自然對(duì)尼康不放心，于是最后，美國(guó)選擇荷蘭的 ASML 合作。
ASML 也很有決心，不僅同意在美國(guó)建立一所工廠和一個(gè)研發(fā)中心，用來滿足所有美國(guó)本土的產(chǎn)能需求，還保證 55%的零部件均從美國(guó)供應(yīng)商處采購(gòu)，并接受定期審查。
這是 ASML 甩掉尼康，依托 EUV LLC 研發(fā)人員發(fā)表的技術(shù)成果，一步步發(fā)展成全球霸主的原因，也是美國(guó)能禁止荷蘭生產(chǎn)的光刻機(jī)出口中國(guó)的原因。
說到底，ASML 的光刻機(jī)王朝，建立在國(guó)際合作的基礎(chǔ)之上，離不開美國(guó)光源技術(shù)，德國(guó)蔡司的光學(xué)技術(shù)支持……
所以，ASML 曾揚(yáng)言，就算公開圖紙也不怕被山寨。因?yàn)槲鞣胶献鞴?yīng)鏈機(jī)制，沒人能山寨。有些東西，別人是不會(huì)賣給你的。他還特意解釋了為什么他不害怕中國(guó)會(huì)模仿出光刻機(jī)：
光刻機(jī)設(shè)備供應(yīng)商 ASML 的首席執(zhí)行官 Peter Wennink 此前表示：“這是因?yàn)槲覀兪窍到y(tǒng)集成商，我們將數(shù)百家公司的技術(shù)整合在一起，為客戶服務(wù)。
這種機(jī)器有 80000 個(gè)零件，其中許多零件非常復(fù)雜。”
3
你可能覺得，華為剛起步，就拿來和國(guó)際龍頭相比，不太合適。
那么，可以用國(guó)產(chǎn)龍頭上海微電子來對(duì)比。
上海微電子成立于 2002 年，由國(guó)內(nèi)多家企業(yè)集團(tuán)和投資公司共同投資組建，長(zhǎng)期專注研發(fā)光刻機(jī)，截止 2020 年 5 月，持有的專利和專利申請(qǐng)數(shù)量超過 3632 件，可以做到最精密的加工制程是 90nm 的光刻機(jī)。
90nm 的光刻機(jī)，可以驅(qū)動(dòng)基礎(chǔ)的國(guó)防和工業(yè)，但只能算是最底層的水平。有分析說，上海微電子能造出來的芯片，相當(dāng)于 2004 年的奔騰四處理器，“有十幾年的差距”。
不難看出，要生產(chǎn)光刻機(jī)，尤其是生產(chǎn) 5nm 芯片的 EUV 光刻機(jī)，需要長(zhǎng)期的努力。
目前，中國(guó)芯片制造方面頂尖的中芯國(guó)際只有 28 納米的生產(chǎn)工藝，14 納米工藝才剛剛開始量產(chǎn)，且中國(guó)芯片制造只能占到世界 7.3%的份額。
美國(guó)的封鎖與打壓，短期看，的確制造很多困難，但長(zhǎng)期看，只會(huì)激發(fā)中國(guó)放棄僥幸，集中力量，讓核心科技硬起來。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)被持續(xù)加持，中芯國(guó)際的快速上市，本身就是例子。
從全球產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)格局看，中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，也已到了可以突圍而上，加速發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)刻。
一邊難度系數(shù)極高，一邊是生存之戰(zhàn)，所以華為要搞成光刻機(jī)，需要兄弟幫襯，需要直接面對(duì)，更要能夠整合全國(guó)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)、技術(shù)和資源，“集中力量辦大事”。
其實(shí)，國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)廠商中，上海微電子是一個(gè)不錯(cuò)的合作對(duì)象。分析人士指出，上海微電子研發(fā)中的 28nm 分辨率的光刻機(jī)可以用于 14nm 芯片的生產(chǎn)，多次曝光情況下，甚至可以生產(chǎn) 12nm 的芯片。上海微電子擁有這樣的技術(shù)基礎(chǔ)，華為與其合作，能走不少?gòu)澛罚材鼙舜思ぐl(fā)，共同創(chuàng)新，走得更遠(yuǎn)。
當(dāng)然，光刻機(jī)還有很多技術(shù)，國(guó)產(chǎn)廠商暫時(shí)沒法突破，這就更需要中國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)攜手前行，一起提升技術(shù)水平。事實(shí)上，中國(guó)很早就重視了半導(dǎo)體的大戰(zhàn)。最早可追溯至上世紀(jì) 60 年代。但在后來的發(fā)展中，由于自身路徑，國(guó)內(nèi)產(chǎn)研環(huán)境，以及不友好的產(chǎn)業(yè)環(huán)境等多種原因，逐漸掉隊(duì)。
中科院微電子所院士表示，在光刻機(jī)方面國(guó)內(nèi)與國(guó)外先進(jìn)相比相差 15-20 年的距離。即使是國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的上海微電子，也還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走。
但近年來，國(guó)家加大了對(duì)半導(dǎo)體行業(yè)的投入。大基金一期投入 1300 億，已收尾；二期預(yù)計(jì)超過 2000 億。但這些資金需要投資的項(xiàng)目也很多，涵蓋芯片設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)、設(shè)備等諸多領(lǐng)域。以一期為例，累計(jì)投資 62 個(gè)項(xiàng)目，涉及 23 家上市公司。
單從 ASML 稱霸天下來看，這也是全人類努力的科技結(jié)晶。所以前方雖然艱巨，但前景卻很光明。
半導(dǎo)體行業(yè)向中國(guó)轉(zhuǎn)移的大趨勢(shì)不會(huì)改變。另一方面，國(guó)家也正進(jìn)一步加大支持和投入，也給了國(guó)內(nèi)企業(yè)追趕的機(jī)會(huì)。
但相關(guān)的專家也表示目前中國(guó)想自研光刻機(jī)漫漫長(zhǎng)路，拿日本和韓國(guó)做例子，其實(shí)他們背后都有美國(guó)的影子，日本在美國(guó)技術(shù)的支持下完成了第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，同樣的韓國(guó)也是，想靠一己之力幾乎不太可能，技術(shù)也有個(gè)積累的過程
所以，光刻機(jī)之戰(zhàn)需要打團(tuán)體戰(zhàn)，唯有行業(yè)崛起，技術(shù)暴走，才能讓產(chǎn)業(yè)鏈整體雄起。這是一個(gè)需要積淀的行業(yè)，成為光刻機(jī)領(lǐng)域真正不可替代的國(guó)產(chǎn)希望，華為的路還要很遠(yuǎn)，但慶幸的是，這條路越走越穩(wěn)了。
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