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光刻机没有一个国家可以做得到,美国都造不出,中国根本做不到!”“中国永远都造不出

光刻机没有一个国家可以做得到,美国都造不出,中国根本做不到!”“中国永远都造不出光刻机?”去年,中国物理学教授朱士尧在一次采访中直言:“美国都造不出,中国永远也造不出来!”甚至认为世界上没有一个国家能造出光刻机。


最近一段2024年9月的采访视频在网络流传开来,物理学教授朱士尧指出,光刻机这类设备已远超单一国家独立完成的能力范围,美国作为科技强国也无法独自制造顶级机型,中国面临的实际差距同样显著。他的话直指产业现实:这种精密装备需要全球顶尖供应商的深度协同,任何国家单独尝试都面临极大挑战。舆论随之分裂,有人视之为对技术复杂性的清醒提醒,有人则认为表述过于直接。
把时间拉回到光刻机本身的核心需求。它是芯片制造中的关键刻画工具,能在硅片上形成比头发丝千分之一还细的电路结构。达到纳米级分辨率,依赖极短波长光源和误差控制在原子尺度的光学系统。目前全球唯一批量生产最先进EUV光刻机的企业是荷兰ASML,但其产品绝非一国之力,而是整合近800家供应商的核心技术,这些供应商分布在欧美日多个地区,每一个部件都承载对应领域的长期积累。ASML首席执行官曾明确表示,即使给出全套图纸,其他国家也难以复制合格设备,因为核心工艺参数和供应链协同经验无法单纯通过文档传递。
一台EUV光刻机重量超过150吨,内部整合数十万套精密部件,拆解运输需约250个集装箱,组装调试则要求250名专业工程师花费约180天,每一步校准都指向原子级精度。这种规模和复杂度,决定了研发制造不是短期投入就能解决的问题。光学系统方面,德国蔡司公司提供投影物镜,由多块非球面镜片组成,每块面形误差控制在0.3纳米以内,相当于把地球表面起伏压缩到1毫米级以下。蔡司采用离子束抛光技术,相关工程师往往需要十年以上经验。中国国望光学研发的EUV物镜系统已实现波像差优于0.75纳米,在实验室条件下一度接近一定水平,但与蔡司指标仍有精度差距,这种差距源于工艺经验的长期迭代,难以靠短期资源完全弥合。
光源系统由美国Cymer公司主导,利用高功率二氧化碳激光每秒轰击数万次锡滴,产生13.5纳米极紫外光,并稳定输出250瓦以上功率以满足量产需求。功率不足会直接影响分辨率和产能。国内哈尔滨工业大学等机构在同类光源研发上取得进展,但输出功率仍在追赶阶段。精密机械部分,双工件台负责硅片高速精准定位,决定生产效率。ASML的双工件台动态稳定性达到0.5纳米级,国内华卓精科虽已量产相关产品,其动态性能仍有提升空间。这些子系统的兼容集成,需要海量数据验证和反复调试,任何微小偏差都可能导致整体失效。
朱士尧的观点正建立在这些产业结构之上。他没有否认单个国家的努力,而是强调独立完成整个系统的难度极大。ASML从1999年投入EUV技术研发,到2019年实现商用,历时约20年,期间还联合多家企业提供资金支持。中国在“十四五”期间明确芯片设备国产化目标,投入资源扶持供应链,聚集数百家企业参与。从加速EUV相关工作至今,时间积累相对较短,与ASML数十年的连续迭代相比存在差距。专利壁垒也构成现实制约,ASML持有大量相关专利,中国企业需通过自主创新绕开或突破,每一项都可能耗费数年精力。曾有报道显示,国内在对DUV机型进行拆解研究时出现设备损坏情况,这从侧面反映出系统级复制的操作难度。
人才短缺同样是长期瓶颈。中国芯片产业在资深模拟IC设计、CPU研发等核心领域存在人才缺口,具备全周期开发经验的骨干人才供应紧张。光刻机研发要求光学、机械、电子等多学科协同,复合型人才培养周期通常长达十几年。这些因素共同塑造了朱士尧表述的背景:光刻机制造体现整体工业生态,单一国家完全独立完成顶级机型的挑战极大。
上海微电子在成熟制程DUV领域推出28纳米光刻机原型,并在工艺验证上取得进展,双工件台等部件本土化率逐步提高。EUV相关子系统如光源和物镜也有实验室层面的突破。尽管设备效率和稳定量产仍需时间,供应链企业数量增加,部分核心指标的本土化率有所上升。在全球技术网络下,没有国家能完全脱离协作实现全部突破,中国正通过本土企业和科研机构的协同,逐步构建自己的供应链闭环。