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中国为什么买不到EUV光刻机？

自从中美贸易战开始之后 ， 普通人对芯片制程的理解日益加深 ， 也正因日益加深 ， 才会对“自主研发、制造芯片”这事儿看得更理智一些 ， 更确切地说：满腔热血 ， 一泻千里 ， 换来的是深深的绝望 。 要制造高端芯片 ， 需要10nm以下的制程 ， 目前台积电、三星都拥有7nm生产线 ， 占据着芯片代工业70%以上的份额 。 而要达到如此高精度制程就需要高端的光刻机,目前仅有ASML生产的EUV光刻机能满足需求 。 尴尬的是 ， EUV光刻机每年的产量仅有几十台 ， 而且早就被人提前预定 ， 包括台积电、三星、英特尔 ， 他们早就有先见之明 ， 成为AMlS的股东 ， 享有EUV光刻机的优先采购权 。 相比之下 ， 中国企业虽然有政府扶持、有知耻而后勇的决心 ， 有大把的钱 ， 但就是买不到EUV光刻机 。 除了产能紧张之外 ， 更重要的原因是：中国企业还配不上10nm芯片制程 。最近十年 ， 中国经济发展笑傲全球 ， 比之欧洲的债务危机、日本企业倒闭潮 ， 要光鲜硬气得多 。 我们不仅有全球密度最大的电子产业代工厂 ， 还涌现出华为、OPPO/Vivo、小米等响当当的品牌 。 如果再配上的市场 ， 我们的企业理应有很好的前途 ， 但美国的一纸芯片禁令让我们的步伐有些踉跄 ， 繁荣盛世背后多少有点儿“心酸”的成分 。堪比登月 ， 光刻机制造为什么难产？台积电生产线前期的投资通常高达几十亿美金 ， 要想盈利 ， 良品率break even point高达90% ， 而芯片制造的流程都在1000个工站以上 ， 这就意味着单工站的良率要达到99.999%才能最终实现90%的总良率 。 可见芯片制造难度非常大 ， 但最起码 ， 很多企业还能亏着本儿去模仿三星和台积电 ， 既然生产不出来7nm ， 那就生产90nm的芯片 。 相比之下 ， 光刻机的制造比芯片的制造难度更大 ， 简直不是一个重量级的 。 有人调侃说：光刻机制造难道比登陆月球还困难吗？ AMSL董事长回答说：是的 ， 比登月还难 。目前最先进的光刻机是由荷兰AMLS生产的EUV光刻机 。 如前文所述 ， 台积电、三星的7nm制程都离不开它 。 事实上 ， 一旦芯片的制程要求在22nm以下 ， 就必须要采用EUV光刻机 ， 截止到目前 ， 仅有AMLS可以供货 。 其最新一代的EUV光刻机 ， 单台设备里超过100000个零件、40000个螺栓以及3000多条线路 ， 仅仅软管加起来就有两公里长 。 如此庞大的设备 ， 重量足足有180吨 ， 从荷兰运输到台湾时 ， 需要将之拆解 ， 装到40个货柜里 。 单就看一眼如此密密麻麻的零件数量 ， 就足以令普通人发懵 。 有参与制造的工程师在看到EUV光刻机的图纸时说：这真是一件艺术品 ， 美不胜收 ， 同时复杂程度又令人感到恐惧 。 基于如此复杂精密的设计 ， EUV光刻机的性能也日益强大 。 最新一代的机器已不需要多重曝光 ， 首次就能爆出想要的精密图形 ， 在生产周期、复杂程度、工艺控制、良品率方面都有显著提升 。 毫不夸张地说 ， 摩尔定律就是由EUV光刻机完成的 。EUV光刻机是如此精密复杂 ， 价值连城 ， 自然汇聚了大量的底层技术 。 这些技术牵扯到一个叫瓦森纳协议的专利保护联盟 ， 全球有42个国家是其成员国 。 如果AMSL想要向中国销售EUV光刻机 ， 必须通过全部成员国的同意 。 显然 ， 美国也在这个联盟里 ， 而且有着非常强大的话语权 。 更尴尬的是 ， 即便中国企业买回EUV光刻机 ， 我们也不会用 。文化缺失 ， 中国不能奢望短期弯道超车？在过去二十年 ， 中国取得了举世瞩目的成绩 ， 以至于 ， 媒体动不动就说：中国在某些领域弯道超车 ， 比如高铁、基建等等 。 于是 ， 在芯片刚刚被人卡到脖子的时候 ， 舆论也是踌躇满志 ， 觉得自主做芯片不是什么难事儿 。 彼时的舆论更多的是感性 ， 奢望凭着一股子精神力量就能于芯片领域弯道超车 ， 但如前文所述 ， 当我们对芯片制造以及光刻机理解越深刻 ， 就越会感到绝望 。 最起码 ， 不会天真地高喊：弯道超车什么的 。显然 ， 不可能依靠哄抢EUV光刻机来快速实现高端芯片制造 。 纵然是我们能抢到一两台EUV光刻机 ， 也不会用 ， 更不会维护 。 要知道 ， EUV光刻机设备可不像电冰箱、电视机或者iPhone手机 ， 买回去就能顺利使用 ， 而是需要非常专业的技术团队进行调试 。 业内人士透露 ， 一台光刻机需要2000位工程师协同调试 ， 从粗调到精调 ， 再到持久的运行状态 ， 至少需要经历1.5年时间 ， 这也是为什么台积电、三星在升级芯片制程时 ， 都要以“年”为单位 。 调试团队的2000位工程师基本上属于天才类型的人 ， ALMS纵然能生产出更多的硬件设备 ， 也始终无法在全球各地安排如此大规模的运营团队 。 这个层次的经营就要讲究缘分了 ， 说得难听点：如今企业的水准 ， 还远远配不上EUV光刻机 ， 更无法要求2000位天才陪跑 ， 就不要奢望什么“弯道超车”了 。或许 ， 集中精力办大事能缩短冲刺的时间 ， 但芯片制造行业肯定无法短期搞定 ， 而是需要一种深层次的“文化氛围”来长期烘焙 。 事实上 ， 评价一个国家和社会有三种层次 ， 分别是技术、制度和文化 ， 强势文化造就强者 ， 弱势文化造就弱者 。 这里的强弱不特指军事力量 ， 而是包括尊重自然规律、探索本质、学以致知、认真对待基础学科等行为 。 显然 ， 欧洲、美国、日本在芯片领域推行强势文化 ， 追求摩尔定律 ， 追求举世无双的光刻机 ， 长期积累下来领跑全球 ， 而我们一向是弱势文化 ， 我们总喜欢Copy ， 总喜欢等救世主降临来协助自己 。 从宏观上来讲 ， 如此文化是造成我们在科技电子领域远远落后的重要原因 。 痛定思痛 ， 我们是时候来革新自己的文化了 。 （科技新发现 康斯坦丁/文）


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