中國光刻機崛起之路

李瑤

伴隨一眾芯片企業爭相登陸科創板，芯片生產的基礎性工具——國產光刻機，也被成功推上了科技圈的熱搜榜。

什么是光刻機

簡單來說，光刻機就是以光作為刀片，在晶圓上刻畫芯片圖紙的機器，是芯片生產加工最基礎也最關鍵的一環。

中國光刻機崛起的故事，則要回到20年前。2001年2月27日，中科院院士、北京大學微電子研究院院長王陽元作了一場關于“微電子科學技術和集成電路產業”的報告，分析我國發展微電子和集成電路產業的必要性、緊迫性、措施和建議。當時主持會議的國務院領導在聽取報告后，隨即提出：集成電路是電子產品的“心臟”，是信息產業的基礎，必須高度重視。

很快，光刻機成為“十五”期間微電子裝備首要攻關項目;轉年，光刻機被列入國家863重大科技攻關計劃，在科技部和上海市政府共同推動下，承擔攻堅項目任務的上海微電子裝備有限公司（下稱“上海微電子”），也正式成立。

公司剛成立不久，躊躇滿志的總經理賀榮明就帶著技術團隊去歐洲、美國等地開展技術方面的合作。但當賀榮明提出“中國人也要做光刻機”時，外國專家的眼神里除了驚訝，還多多少少帶著對中國科技人員的不屑和蔑視，甚至有一名歐洲的高級專家告訴他：“就是給你們全套圖紙，你們也做不出來。”

外國專家的話也并非全是虛言。一臺光刻機由數萬個部件組成，對技術、精細度、速度的要求高到令人難以想象，就連賀榮明也不得不承認：“相當于兩架大飛機從起飛到降落，始終齊頭并進。一架飛機上伸出一把刀，在另一架飛機的米粒上刻字，不可以出差錯。”

這樣的憤懣，直到多年后上海微電子在先進封裝領域設計并交付了第一臺國產光刻機給中國臺灣客戶時，才一得舒展。客戶跟賀榮明說：“我們真的從來沒想到中國人可以做出光刻機，作為中國人我為此感到自豪。”

但是，光刻機分為前道光刻機和后道光刻機，前道光刻機用于芯片制造，后道光刻機則主要用于芯片封裝。當前，全球前道光刻機完全被阿斯麥、尼康、佳能壟斷，上海微電子可量產的最領先的前道光刻機則處于90nm工藝制程節點。90nm光刻機造出來的芯片，也就相當于2004年奔騰四處理器的水平。縱然上海微電子披露將于2021年交付28nm制程的前道光刻機，也仍與阿斯麥5nm制程光刻機相差甚遠。

中國并非從一開始就落后于人

1952年，剛成立不久的新中國就開啟了計算機事業，成立了電子計算機科研小組。由于我國第一塊集成電路誕生于1965年，所以業內認可度較高的說法是，我國利用光刻技術制造集成電路芯片的時間也差不多處于1965年前后。

到1985年，機電部45所研制出了分步投影式光刻機，被電子部技術鑒定認為，達到美國GCA公司1978年推出的4800DSW光刻機的水平。

如果稍作回顧，可以將整個中國大陸半導體產業發展的脈絡總結為：上世紀50年代開了個好頭，上世紀六七十年代一路向前，上世紀80年代上半場僅次于美國，甚至比肩日本，領先韓國。但轉折也正巧就出現在上世紀80年代下半場。彼時恰逢日本半導體產能過剩，與美國半導體大打價格戰，“造不如買”的思想開始在國內興起，一大批企業拋棄獨立自主、自力更生的方針，盲目走上了以“貿工技”為指導的發展路線。

為了加快國產光刻機的攻關，2008年，國家層面專門成立了“極大規模集成電路制造裝備與成套工藝專項”（簡稱02專項），以建立自主的高端光刻技術和產業發展能力作為重大、核心的戰略目標，并已逐漸取得可喜的成就。

但中國光刻機與國際先進水平仍有很大差距，高端光刻機全部依賴進口。光刻機嚴重制約了我國半導體的發展。（據“財經國家周刊”微信號）