國產光刻機橫空出世！華為放“大招”，芯片生產有望打破美國壟斷局面
來源：
日期：2022-12-03 14:23:54
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屬于：行業動態
8月9日，美國總統拜登簽署《2022芯片與科學法案》（以下簡稱芯片法案），該芯片法案涉及金額約2800億美元，明確提出，向半導體行業提供527億美元的支持，為企業提供240億美元的投資稅抵免，鼓勵企業在美國自主研發芯片和制造芯片，也就是說美國將在這幾年提供約2000億美元的支持應用于在美研發并制造的芯片企業。
此次芯片法案特別說明了，接受美國財政補貼的同時不得在中國境內新建產房，擴大對芯片工藝的研發進程。拜登這一招，不得不說很妙，無疑在迫使芯片巨頭們二選一，要么選擇中國，要么選擇美國。
目前，荷蘭ASML公司在EUV光刻機技術領域依然排名第一，只一家ASML公司就將EUV光刻機技術壟斷了。
ASML光刻機的首席技術官曾放醋狠話：即使把EUV光刻機的制造圖紙給中國的工程師們看，他們也造不出來。
就在前幾日，華為公布了一項EUV相關光刻技術專利，這是中國打破美國壟斷局面的第一步，華為對光刻機的研發首先是突破關鍵技術，其次再從整體綜合研發，打破了ASML公司在光刻機領域的一家獨大的局面。
在信息技術高速發展的今天，芯片領域最底層的就是光刻技術，目前的光刻機所帶有的功能就是在納米的尺度上對芯片原件進行幾何結構的加工，讓芯片擁有巨大的計算能力。毫不夸張的說，人類登月使用的計算機能力加起來都比不上一部民用手機。
其實，我國很早就開始著手進行光刻機的研究了。早在1961年我國就啟動了集成電路課題研究組。
1980年的時候，清華大學研發的第四代投影光刻機已經達到了3000納米的精度。
1985年，中科院45所又進一步開發出分布投影式光刻機，彼時荷蘭的ASML才剛剛誕生。
我國在光刻機項目上起步不晚，為何會在近些年被卡脖子？
歸根結底，是光刻機的研發成本過高，六十年代的我國經濟孱弱，內憂外患，原子彈的研發已經消耗了太多人力物力，有限的資源只能投入到一項研發中去。
即便是在如此艱難的時刻，中國在1966年的時候，研發出了第一臺光刻機，并投入硅圓片的生產。
隨著我國的改革開放，國外的產品和技術不斷涌入我國，國內的產業鏈模式逐漸發生變化，由于光刻機的研發經費過高，投入人力物力并不一定有高回報率，于是對外采購成為了主流。
2018年，美國開始對我國企業中興通訊做出限制，次年五月又對華為進行芯片封鎖。很快，就連制造芯片的光刻機，也被美國封鎖了。由于美國掌握光源核心技術，而且有《瓦森納協定》的制約，荷蘭無法向中國提供最先進的EUV光刻機。這對于我國的芯片行業來講，無疑是一次重大打擊！
由于該技術被卡脖子，我國的芯片領域遭受到了重大損失。尤其是華為公司，如同一位殺進敵營的戰士，被敵人團團圍住，渾身浴血，遍體鱗傷。
在受到制裁的這幾年里，中國從上至下都在積極尋找破局的方法。
近日，華為公布了EVU光刻技術的新專利，專利申請號202110524685X。
華為的光刻機在采用強相干光源進行光刻的時候，光束受到疊加影響會產生干涉圖樣，會使得光線不均勻，有明暗變化。這點就相當于拍照時的陰陽臉，有陰影的地方會影響整體效果。
為此，華為申請的專利是提供一組反射鏡，對紫外光的光線進行部分優化，解決了干涉圖樣光線不均勻的問題。
華為這次公布的光刻機相關專利技術是一種《反射鏡、光刻裝置及其控制方法》，其具體的原理較為復雜。在極紫外光的光刻裝置基礎上進行了優化，解決相干光因形成固定的干涉圖樣而無法勻光的問題，獲得更均勻的光。
從公開的信息看，華為這項專利去年5月份就提交了申請，11月初獲得通過。很顯然，華為針對這項光刻機技術的研發，時間會更早。也就是說，光刻機研發，原來華為早就動手了，很可能在芯片沒有受到限制之前就開始了。
在中美芯片之爭的戰場上，華為猶如一名沖鋒陷陣的先鋒，即便身負重傷，也仍屹立未倒，并不斷發起反擊。
目前我國的技術主要還在193納米級別上，但已經探到了26納米的技術級別，并且上海微電子公司已經研制出了14納米的光刻機，上市指日可待。雖然距離世界上頂級的7納米、3納米還有一定距離，但我們前進的腳步已經讓世人都看到了。
據了解，一臺EUV光刻機重量可達180噸，需要幾十個集裝箱才能運輸，安裝調試也需要耗費一年的時間。
搬運和安裝調試都不是大問題，光刻機最主要的技術難題是：
光刻機內部有十萬多個零部件，如此大規模的精密集成操作本身就是一大挑戰。即便是在此領域獨占鰲頭的ASML，也有近九成的零部件需要從其他40多個國家或地區進口。譬如光學鏡頭來自德國蔡司，光源技術來自美國Cymer。
光刻機的基本原理就是把光線刻畫成非常細的線條，因此對于光源的要求極高。在一臺13.5納米的光刻機上使用的紫外線就是經過了多次反射后才能得到的。這種反射每秒要做五萬次，不能有任何差錯。
光刻機在進行芯片加工時，需要整個機器各部件保持同步工作。任何一個環節掉鏈子，都會導致整個產品報廢。
也許五年之后，中國就會掌握所有EUV光刻機技術，十五年之ASML將失去行業話語權。
今天華為的一項專利只是其中很小的一步，但只要我們堅定不移地走下去，我們總有一天，能夠問鼎該領域的世界之巔！
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