最近国内半导体圈传个事儿特逗,有家企业想把荷兰ASML的DUV光刻机拆开研究,结果操作不当给整坏了,最后没辙还得回头求ASML来修。
这事儿听着像出黑色幽默,细节虽然没权威渠道证实,但顺着这事儿聊国产光刻机的现状,还真能挖出不少实在问题。
逆向工程:以前是“抄作业”神器,现在面对DUV彻底歇菜
逆向工程这东西,以前真是后发国家的“追赶捷径”。
上世纪中期,日本拆了福特汽车,德国仿了英国机床,俩国家靠着这招快速把相关产业拉了起来。
那时候的设备简单,核心就是拼零件,只要能把尺寸量准、照着做,好歹能凑合用。
但现在不一样了,高端工业设备早不是“拆得开就能装回去”的水平。
就说德国的高精度机床吧,业内一直传“拆了之后精度就掉”,本来想觉得是玄学,后来才发现不是。
德国厂商比如DMGMori,出口机床时会嵌陀螺仪、GPS模块,还有软件授权。
一旦设备被违规拆了或者挪了地方,系统就会慢慢“失效”,精度从微米级掉到毫米级,软件直接冻住没法用。
2022年俄乌冲突后,俄罗斯不少进口机床就出了这问题,虽然厂商没承认是故意锁死,但这事儿明摆着,现在高端设备的“系统防护”早成了行业规矩。
国内也有企业试过突破机床封锁,靠自研的开源CNC系统绕开软件锁定,比如华中数控的系统。
但这只能解决“能不能用”的问题,解决不了“用得好”。
硬件上,换个导轨、丝杠,性能就比原厂掉5到10个点,材料上更头疼,德国精密丝杠里加了钽、铼这些稀有元素,能把耐磨度提好几倍。
就算用X射线检测出成分,也不知道这些元素在晶体里怎么起作用。
BoschRexroth的专利里写得明白,这种工艺得靠好几年磨损测试积累,哪是拆一次就能学来的?
再看DUV光刻机,这复杂度比机床还翻了好几倍。
ASML官网和华金证券的数据显示,DUV光零件就好几万,涉及两千多家供应商。
核心的光学模块只有蔡司能做,镜片精度到了亚纳米级,镀膜时厚度差一点点,整个系统就废了。
还有对准系统、双工作台的配合,得做到微秒级响应,靠上百项专利撑着。
很显然,就算把DUV拆成零件,也拼不回那种“系统级的默契”,这玩意儿的“灵魂”,根本拆不出来。
聊到这儿就有个疑问,业内都知道逆向工程对DUV没用,为啥还有企业要试?说白了,都是被逼的。
国产光刻机的难:外面买不到,自己造不出,卡在中间太难受
从2018年贸易战开始,美国主导的出口管制就没松过。
2023年美日荷签了“三边协议”,EUV直接禁售,今年更狠,ASML连先进点的DUV都不卖了,甚至existing设备的维修、换零件都受限制。
可偏偏咱们是ASML最大的客户,去年营收占比41%。
这种“高依赖”本来就被动,现在人家一卡脖子,国内晶圆厂立马慌了。
中芯国际今年三季度的7nm良率掉到60%以下,有部分原因就是设备老了没人修。
现在国内中芯、华虹、长江存储手里有上百台DUV,要是后续维修跟不上,生产线停了可不是小事。
外部难,内部也没好到哪儿去。
慧博智能投研的报告里写得清楚,国内光刻机产业链是“光机台有进展,核心部件拖后腿”。
上海微电子算做得好的,90nm的机器能量产,还在攻28nm的,但跟国际主流的7nm、5nm比,差了好几代。
更头疼的是核心零件“卡脖子”。
上海微电子的28nm机型,光源还得靠美国Cymer、日本Gigaphoton,镜头精度比不上蔡司,就连光刻胶,日本JSR、信越化学还占着八成以上的市场。
而且国产设备就算造出来,也容易“掉链子”,有晶圆厂测过,上海微电子的90nm机器,平均无故障运行时间才120小时,ASML的能到300小时以上。
这样的稳定性,想大规模用都难。
内外夹击下,有些企业就急了,想靠拆DUV赌一把。
但这显然不是出路,那国产光刻机到底该咋走?
其实方向很明确,先别想着“走捷径”,得沉下心补基础。
上海微电子先把90nm、65nm的机器做稳,满足汽车电子、功率半导体这些领域的需求,一步一步来。
别追求“跨越式突破”,基础没打牢,很容易摔跟头。
然后得集中力量攻核心环节。
现在国内也有好消息,科益虹源和中科院光电所做出了193nm的准分子激光器,打破了国外垄断,国望光学、国科精密在研的投影物镜,精度也快赶上28nm的需求了,南大光电的ArF光刻胶,已经进了中芯的验证环节。
这些突破虽然零散,但至少看到了希望。
还有个要注意的,别被“样机思维”坑了。
现在有些企业弄个能转的样机就喊“突破”,其实根本没法量产。
光刻机不是“实验室里能行”就够了,得跟光刻胶、掩膜版、晶圆厂配合着试,反复调优才能用。
最好能有个“协同联盟”,把设备商、材料商、晶圆厂拉到一块儿,别各自为战。
另外,也可以试试“新路子”,比如纳米压印、电子束刻蚀这些非光刻技术。
中芯国际已经用纳米压印做28nm芯片了,良率80%,成本还比DUV低三成。
说不定这条差异化路线,能成“弯道超车”的关键。
不管拆DUV的传闻是真是假,它都像个警钟:在高精尖领域,想靠逆向工程突破,根本是缘木求鱼。
ASML从一个小作坊做到现在,靠的是几十年积累和全球五千家供应商的配合。
国产光刻机也得有这耐心,正视差距,补好基础,做好协同。
说不定哪天,咱们也能走出一条自己的路,真正实现“自主可控”。