最近一段時間,中國有關光刻機的新聞又多了起來,諸如 「國產EUV光刻機有重大突破!」 「EUV光刻機實質突破!」等新聞標題聳人聽聞。然而仔細分析這些新聞,發現它們基本上把還是處於理論或實驗室階段的東西誇大其詞。
專家表示,發展EUV光刻機不僅需要自由穩定的制度環境,而且需要工匠精神。在目前中共制度下,只會產生大量貪腐,任何人都沒有真正的安全,留不住真正高端人才。
被誇大的國產光刻機
光刻機主要由光源、透鏡及機台三大部份組成,光源部份尤其關鍵。
目前光刻機激光光源主流是荷蘭ASML採用的LPP方案,該方案已被充份驗證,現有EUV(極紫外光刻機)光源都是LPP。
大陸的LPP方案主要由上海光機所主導,該所挖來荷蘭ASML研發部光源技術負責人林楠,據當前公開的研究進展,林楠團隊在其建立的激光驅動等離子體極紫外(LPP-EUV)光源實驗平台上,實現了高達3.42%的1 μm固體激光到13.5 nm極紫外光轉換效率,主焦點13.5 nm極紫外單脈衝能量超20 mJ。
該結果被認為「處於國際靠前、國內領先水平」。
中國研發的EUV光源技術還有其它技術路徑,比如哈爾濱工業大學的放電等離子體極紫外光源(DPP),這種方案被認為能量轉換效率高、造價較低、體積較小、技術難度較低等優勢,可提供中心波長為13.5納米的極紫外光。
但業內人士表示,儘管DPP方案看起來比LPP簡單,但當年Cymer(後並於ASML)無法提升功率只能放棄DPP轉向LPP。
除此之外,廣東智能機器研究院與華中科技大學,嘗試採用分時高功率光纖激光器射擊液態錫靶,繞開ASML超高功率、超高重頻二氧化碳激光器這個路線。
最後一個方案則是路線最為創新、最為顛覆性的加速器光源SSMB-EUV,即穩態微聚束極紫外光源路線,由清華大學主導。
中國開發的上述幾種光源路線,先後被陸媒吹捧為「重大突破」「實質突破」,聽起來好像國產EUV已經指日可待了。
事實上,從ASML發展的經驗來看,ASML僅完成EUV光源的可行性論證,就花了3年的時間,又花了15年,才完成13.5nm EUV光源的實用工程化。
ASML行政總裁克里斯托夫‧富凱(Christophe Fouquet)在今年4月的一次會議上表示,「產生一些EUV光是可能的,但中國要製造出EUV機器還需要很多很多年」。
專家:這樣的新聞都是假的
曾任台積電採購經理的薛宗智對《大紀元》表示,「每次有人來問我這些大陸新聞真的假的,我說你只要看到這樣的新聞絕大部份都是假的,因為中國就喜歡敲鑼打鼓說自己有多厲害。如果它真的做出來,是不會想要讓外人知道的。因為你讓人家知道,人家就管制你,等於是自殺嘛!何必呢?」
薛宗智表示,中國要做到荷蘭ASML水平至少需要20年。他們現在做出來的,其實是實驗室裏人為控制的,實驗室純粹只是為了驗證是否可行,可以用很大的設備、不計成本,只求做出一次成功。做工程的人都知道,從實驗室做完到可以量產,有時候20年都做不到。很多教授寫論文寫得很厲害,但沒辦法做成產品,無法量產。量產表示它每分每秒做出來的品質是一模一樣的。
台灣大學電機系教授林宗男對《大紀元》表示,他們為甚麼都是會吹捧誇大成就,最主要的部份是因為做不出來,做不出來才要吹捧。如果做得出來,它就直接將產品推出來了。
林宗男表示,以光源的功率而言,ASML最頂級有600瓦,哈工大的功率大概不到100瓦,所以有很大的差距,還無法用在實際工廠的製造。
台灣工研院政策與區域研究組組長李冠樺對《大紀元》表示,目前陸媒新聞來講,其實都還是實驗室的產物,實驗室在乎的是發表論文,事實上離商業化還有很長的路要走。
他指出, EUV光源的確是一個關鍵,但EUV龐大的機器,不是只有光源,還包含透鏡、整個系統的協調,尤其當做到先進製程3納米、2納米。一點點機器或零組件的公差,就會導致最終結果非常不好。
「尤其先進光刻機不純粹只是在研發,還需要跟先進製程的製造商配合,大家魚幫水、水幫魚,共同去發展。中國非常不利的狀況是,中國具有先進製程能力的廠商是沒有的。它就沒有辦法吸取製造上的經驗,進一步去優化它的光刻機。」
發展光刻機 需要甚麼樣的人與制度?
業內人士認為,光刻機其實是一整套完整的納米工業。要構建一台光刻機,難的不是任何一個環節,而是整台機器、所有零件、所有環節,全部都要達到納米級精度。
中國國內的一些專家也坦言,光刻機不是說砸錢下去就能把差距追平的。科學需要創造力,創造力的前提是興趣與包容試錯的寬鬆環境,把科學作為任務甚至是命令,只能適得其反。不是所有東西都有山寨版,航發、晶片、光刻機等,單靠樣品很難仿製。
台灣安全研究院戰略與資源所所長蘇紫雲對《大紀元》表示,這種微物理的世界,涉及到很多專有知識和技術門檻,又涉及到機器製造的整合,不像航空母艦這種巨觀武器裝備,可以逆向工程出來,微觀物理的裝備沒辦法去逆向。
專家們都強調,光刻機這種微觀而巨大工程,對人與社會制度都有非常高的要求。
林宗男表示,先進半導體的產業鏈非常的漫長,涉及的領域非常的廣,需要經驗的累積。所以如果沒有一個穩定、自由安定的社會環境就無法積累技術經驗,像中共這種制度不也大可能有產生高質素人才,也無法累積高質素的人才。
李冠樺表示,光刻機是一個很精密的系統,需要像日本那樣一種工匠精神,非常非常專注、非常非常嚴謹,品質上要求非常高,每個環節都必須經過不停的重複、模擬,一步步形成最終成品。
他認為,中國也有這樣的人才,但這樣人才在中國不容易生存。因為中國常常講快速進入市場,在市場指標下,很多本來應該要慢工出細活、需要一步步紮根的事情,過程中都被省略了。如果中間過程都不想要,只想要最終成果的話,其實就是緣木求魚了。
李冠樺表示,只要在這個行業待過的人,都知道要在短短兩三年內要達到國外成就,是不可能的事。問題如果你要用很長的時間就拿不到經費,所以最好的方法就是先騙到一筆錢,快速在市場進行實現,所謂晶片貪腐案就是理所當然了。
蘇紫雲表示,中共的大基金是一種有計劃性的貪腐,以晶片業的名頭,慷政府之慨,各個地方政府跟不肖人士也勾結,成立了一堆假的半導體公司騙補之後兩年就倒了。
他補充,在中共一黨專政的情況之下,任何人都沒有真正的安全。因為黨隨時會說是洩密或其它的安全問題,所以留不住真正高端的人才。
造光刻機有多難?
迄今為止,ASML的EUV光刻機是全球製造業獨一無二的奇蹟,即使ASML一些資料公開,也沒有其它國家能夠造出來。
薛宗智表示,ASML的設計想法業界大概都知道,部份專利也早公開了。但是為甚麼ASML做得出來,中國做不出來?原因很簡單,今天中國把奔馳買去,它能馬上做出平治車子的水準嗎?不可能。因為奔馳、BMW這些車廠有幾百年磨下來的經驗。
「那個技術我自己以前負責過,技術太難了,我必須要尊重那個技術、那個人才」,他說,美國也做不出來,台灣、日本都做不出來,全世界只有ASML做得出來。
薛宗智表示,即使台積電把ASML買下來,台積電幾萬個R&D博士工程師也沒有辦法做。像光學折射有數萬種模型,哪種模型最適合用在哪一種製程?那都是要花幾兆數據資料庫才有辦法去整合的,也許用AI來處理可以快一點點。但如果你沒有數據,就算有AI,你也沒辦法。所以你就必須要有光學技術,從4吋、6吋、8吋、12吋,從幾微米到幾納米,全世界有數據的只有ASML。
薛宗智認為,除了長期企業積累資料外,個人經驗與傳承也很關鍵。
「我總是講,人是最強的AI,尤其一些老師傅。以前我們去修車,老師傅只要聽一下就知道問題在哪裏。可是AI沒辦法,畢竟沒有辦法做到人用五感就可以去知道的狀況,它需要大量的數據。」
他補充,美國也一樣,美國亞利桑那的台積電工廠,最後必須還是要仰賴台積電大量台籍工程師過去,整個工作模式與大數據都移植過去,才做得出來。
「這個東西稱為軟實力,中國過去太陽能面板或LED照明做得蠻不錯,那是因為門檻很低,但半導體這塊它就踢到石頭了。」

薛宗智還提到第三個因素,即ASML的EUV是客戶共同開發的結果,而不是閉門造車。
薛宗智表示,設備最需要的是客戶的回饋。就像做一個烤麵包機,如果只是用自己的想法去做,一定不會好。但是如果跟很多的麵包師傅合作,就知道他們在乎怎麼用,就會越做越棒。
薛宗智表示,中國就算今天真的有辦法做出EUV,無論你是清華或北大做出來,可是也找不到客戶願意測試,中國現在並沒有任何可以生產3納米跟5納米的晶圓廠。中芯國際現在也只有14納米,所謂的7納米都是假的,良率非常差,壽命非常短。
中共光刻技術差距有多大?
根據華盛頓特區獨立智庫「安全與新興技術中心」(CSET)的最新數據,在光刻工具領域,中國在2019年至2024年期間獲得的市場份額微不足道。荷蘭仍然是光刻工具主要供應國(79%),其次是日本(17%),表明光刻技術仍然是中共半導體技術野心的關鍵樽頸,外國老牌企業持續保持著強大領先地位。
中國的上海微電子裝備股份有限公司(SMEE)在用於傳統晶片製造的I-line(365納米)光刻機方面僅佔有4%市場份額。
李冠樺表示,在先進製程那一塊,在美國卡的非常緊的情況下,不能說它沒有進步,但進步的確非常緩慢。如果具有先進製程的半導體國家持續往前走,而中國持續被卡住,這個差距會越來越大。
蘇紫雲表示,與ASIM的差距,目前推估是在30年左右。中共也許會有一些部份的突破,這個差距可能會拉到20年,可是民主國家民主陣營的技術也在進步。所以這差距還是可以保持得住。#
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