中国传量产国产DUV光刻机 学者:对美科技战达“里程碑式突破”
中国本周传出已开始生产自主研发的浸没式深紫外光刻机(DUV),预计今年内交付约五台这类芯片制造关键设备。受访学者评估,若消息属实,意味着美国对华科技战持续数年的“小院高墙”策略宣告失效,中国应对美国以芯片和光刻机掐脖子取得里程碑式突破,但在设备质素追赶行业龙头可能有待数年。
美国科技媒体《讯息报》(The Information)星期一(7月27日)引述两名消息人士披露,位于上海的一家国资企业开始生产深紫外光刻机(Deep Ultraviolet Lithography,简称DUV),并已从光刻初创公司上海宇量升科技等其他中国企业抽调人员,组建研发团队,计划今年生产约五台DUV,明年目标约20台,预计今年内交付中芯国际、华虹半导体和长鑫存储。这三家中国主要芯片制造商,目前受到不同程度的美国制裁与出口管制限制。
因荷兰芯片设备制造巨头艾司摩尔(ASML)被禁止对华出口最先进的极紫外光刻机(Extreme Ultraviolet Lithography,简称EUV),浸没式DUV成为中国芯片制造商目前能使用的最先进光刻设备,用于在矽晶圆上印制电路图形。报道称,中国也正在研发国产EUV,但目前仍处于原型机阶段。
路透社(Reuters)星期二(7月28日)引述消息人士证实中国开始生产国产DUV,并点名仅创立三年的上海爱晟纳电子科技集团,在整合来自中国顶尖光刻初创公司的团队后,正领导生产工作。
中国企业讯息查询系统“天眼查”资料显示,上海爱晟纳成立于2023年8月,注册资本逾70亿元人民币,专注于半导体与电子专用设备研发、制造和销售,由上海电气控股和上海国际信托旗下子公司等两家国有企业持股。
新加坡管理大学李光前商学院金融学副教授傅方剑接受《联合早报》采访时说:“如果这个消息属实,那当然是代表中国在科技攻关、克服美国卡脖子取得一个里程碑式的突破。”
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傅方剑指出,美国拜登(Joe Biden)时期升级对华科技战,联合日本、台湾、荷兰等芯片供应链方卡中国大陆脖子;美国国会今年4月还推动《硬件技术多边协调管制法案》(MATCH Act),进一步限制北京获取艾司摩尔DUV等设备及售后服务。
他说:“中国早就知道这块必须自立自强,美国是不可能放松的,所以中国确实一直在组织,生产国产DUV只是什么时候做出来的问题。”
消息人士称,爱晟纳的DUV光刻机预计还需进一步测试,与艾司摩尔机型相比还有很大差距,不会直接构成商业威胁。但投资者仍担忧这将对这家荷兰巨头在华市场地位构成挑战,导致艾司摩尔股价星期一(7月27日)跌至6月初以来最低水平,一度重挫8.3%。
摩根大通分析师星期二(7月28日)在报告中指出,生产少量DUV工具,与大批量生产不同,“在大批量生产中,良率、套刻精度、吞吐量和数千片晶圆运行的可靠性才是关键”。
傅方剑认为,尽管中国加速生产国产DUV,但“刚出来的机器还需要各方测试,质素还需要磨合提高,再给个三四年,才可能做得和艾司摩尔的DUV质素相差无几”。
新加坡优势研究咨询公司联合创始人张帆受访时指出,中美科技战已持续八九年,中国期间在重建设备体系方面取得相当大的进展。“现在中国的第一代DUV,性能肯定还不如艾司摩尔现有的产品,但有了基础以后,其实产品是可以迭代的,中国突破七纳米(芯片)只是时间问题”。
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张帆认为,中国一旦加速开发国内替代产品,“可能假以时日就会全面对美国技术为主导的半导体产业,产生真正的‘生存级的威胁’”。
张帆并指出,美国对华发起科技围堵已失效并宣告破产,“拜登任期内采取的小院高墙政策,基本上完全没有达到预定效果,美国应该考虑把墙拆了,就像当初柏林墙拆掉一样,这个墙存在没有任何意义了”。
尽管硬件方面取得可观进展,但张帆指出,中国在芯片算力方面仍与美国有差距。他呼吁中国考虑在未来两三年的过渡期,引进更多有性能优势的美国芯片,以确保中国人工智能(AI)模型有足够算力支撑迭代,以跟上美国模型的更新步调。
他说:“(中国)需要有两条腿走路的均衡态势,全部都要求只能用国产芯片,就会变成单脚跳,单脚是跑不快的。”
什么是深紫外线(DUV)与极紫外线(EUV)?
DUV(深紫外线)和 EUV(极紫外线)是制造半导体芯片最核心的两大光刻技术。两者的本质区别在于光源波长不同,DUV是支撑当前行业产能的“中流砥柱”,EUV则是突破物理极限、攀登性能巅峰的“行业金字塔尖”。
据艾司摩尔官网、中国科学院微电子研究所等介绍,DUV波长193纳米,如同细笔,通过多次曝光雕刻电路,适用于生产七纳米以上成熟芯片,包括多数汽车芯片、手机基带等。
EUV波长骤降至13.5纳米,如同超细针管笔,必须在真空环境下通过反射镜运作,主要用于生产五纳米、三纳米及以下先进芯片,包括高端手机SoC(System on Chip)、人工智能等芯片。
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