前沿导读,《日经亚洲》日前就“中国是否能够自主研发ASML产品?”这一话题进行了深入探讨,报告指出,中国企业正全力以赴地探索自有光刻设备的开发。然而,在短期内,依旧需依赖进口的ASML光刻机来满足芯片生产的需求。尽管取得国产技术的重大突破尚需时日,但现有晶圆厂手中掌握的大量ASML设备,显然为中国企业争取到了宝贵的研发窗口期。
技术集成的复杂性不可小觑,光刻机作为现代半导体制造的核心,涉及多个子系统的高效整合。以193nm浸润式DUV光刻机为例,其核心要素包含了ArF光源、投影物镜、双工件台与浸润式系统,而EUV光刻机则运用到13.5nm激光光源、反射镜组、真空环境及计算光刻技术。ASML技术团队的复杂性正是因为负责光源研发、曝光系统、工件台开发的团队之间缺乏深度的技术交集。然而,ASML具备独特的系统集成能力,能够将多种科学技艺纳入一台机器中并让其稳定运作,其他如日本尼康和佳能虽有自身的光刻技术,但在整合全球供应链资源方面显然逊色于ASML。
其实,中国光刻机技术起步较晚,至今仍停留在相对落后的干式DUV领域,最高能支持90nm节点的曝光需求。然而在2024年,我国工信部发布了两款全新的国产光刻机,其中一款是技术更为先进的干式DUV设备,其镜头分辨率达到了65nm,相较以前的技术进步显著。同时,国产浸润式DUV设备的研发也已在2026年得到认可,并进入测试阶段。无论干式还是浸润式,又或是EUV技术,其背后的核心理论与技术框架早已在国际上公开。显然,难点不在于技术方向,而在于如何将复杂的设备研发成可稳定运作的完整机器。 UED官网
正如德国一位技术研究所的负责人安德烈亚斯·埃尔德曼所言,光刻机的制造需要各类优质系统的协同工作,包含光学、机械、电子、化学及计算等多个领域。因此,虽然ASML、尼康和佳能三家企业在系统工程层面具备整机制造的能力,但中国企业仍面临着技术的不对称,尤其是在西方国家的制裁限制下重重困难。
国产替代的旅程并非一帆风顺。尽管当下我国已掌握整机制造的能力,真正实现“国产替代”依然存在许多挑战。过去,中国从ASML手中购得一批未受出口管制的设备,成为其第一大客户,贡献了41%的销量。而ASML的财报显示,受到出口管制的影响,预计到2026年,中国大陆市场的销售额占比将降至20%左右。显然,ASML的设备技术成熟且拥有量产能力,采购这些光刻机能够有力支撑我国日渐壮大的芯片产业。
在一方面通过采购获得合规设备确保芯片生产能力的同时,我国也在抓紧推进自主生产设备的发展,这种双轨发展模式明显更加稳健和高效。对于进入量产阶段的自研光刻机而言,技术研发可能需要漫长的周期,尤其是避免走上尼康曾经犯下的错误,错失竞争良机。 UED官网
美国半导体行业分析师提到,除了光刻技术,中国在几乎所有半导体设备领域都有了质的飞跃,日本半导体设备供应商也指出,一旦中国企业在光刻设备上取得新的突破,将对其国际竞争力带来显著影响。当前,日本在光刻材料、沉积设备、计量设备等领域依然佔据优势,一旦中国在光刻机行业崭露头角,相应的材料和其他设备将面临国产化的挑战,这对日本供应商而言无疑是重大威胁。
实际上,中国本土已有与美国应用材料、泛林集团及日本东京电子竞争的力量,并在多项技术上取得了阶段性的突破。若国产设备的竞争力持续增强,甚至在国际市场上获得认可,美国的出口限制不仅未能遏制中国科技的发展,反而成了推动自主技术快速进步的催化剂。最近有消息称,韩国的存储芯片巨头三星和SK海力士正在评估中国中微半导体的制造设备,表现出强烈的采购意向,计划在中国大陆的新合资工厂中应用这些设备。这一动态正是因为美国对韩国在华合资企业的限制,促使其主动寻找中国本土的解决方案。
未来,其他制造设备将快速实现国产替代与商业化应用,而光刻机的技术发展也在稳步推进,取得了一系列阶段性成果。尽管短期内出口限制对中国半导体产业产生了一定影响,但从长远来看,这为中国自主技术的增长创造了空间,并为本土企业的发展提供了良好机遇。 UED官网