华为新专利让自产光刻机不再是幻想？

醉蝶翔舞

作为全球最大的芯片需求市场，我国每年都需要从国外进口大量的手机、电脑以及各种终端的相关芯片及元器件。根据海关总署公布的数据显示，2021 年中国进口的芯片数量为 6354.8 亿个，金额达到了 4226 亿美元，显然这是一笔不小的开支。



9 U+ y9 h8 w# E6 V# r0 k8 I0 F6 O6 W图源半导体行业观察
  f5 i% C9 f7 h我们当然也清楚，从国外进口就代表着就多出一份钱，毕竟技术掌握在别人手里，不管量有多大，归根结底还是要比生产成本价高出不少。而想要自己生产出高端芯片，就不得不提到一个让我们耳熟能详的仪器—— EUV 光刻机。
5 G' F+ V0 O: E7 @6 L; y: o7 A不过让人兴奋的是，最近华为公布了一项与 EUV 光刻机相关的专利，能够提升光刻机的精度以及良品率，先不谈这项专利何时才能落地，但华为此举是否意味着这个畸形的光刻机市场终于要迎来破局了呢，又是否代表国内的芯片行业要逐渐跟国外说拜拜了？
EUV 光刻机是目前市面上唯一一种能够生产出高端芯片的仪器，无论是电脑上的 7nm 芯片，还是手机上的 5nm、4nm 芯片都需要依靠它才能完全生产出来。而手握 EUV 光刻机专利和技术的厂商名为 ASML，也奠定了它世界第一光刻机制造商的地位，在该领域它是真正意义上的没有对手。

% x$ g' I6 k" a) q; |! l

图源 veer，图片已获取授权
当然，光刻机的生产复杂程度也是超乎我们想象的，随便一台光刻机内部的零部件就不少于 10 万个，而且这些零件还来自全球超 5000 家供应商，因此网络上那些说某某企业将要复刻甚至超越当前 EUV 光刻机的言论，都是虚实且不可信的。
. K' a- ?/ X, T& t6 k' z如此看来，EUV 光刻机似乎成了中国芯片行业中一座无法逾越的大山，再加上近两年 ASML 也被要求禁止向中国售卖光刻机，以限制国内芯片行业获得制造高端芯片的工具。
难道我们真就毫无还手之力了？其实也不见得，回到华为最新的专利上来，根据报道来看这些专利的名称为 " 反射镜、光刻装置及控制方法 "，从描述中得知，在该光刻装置中，相干光源发出的光线经过旋转的反射镜反射后，再通过内置的照明系统分割为多个子光束并投射到掩膜版上，最后进行光刻环节。



. F# o" P* k5 V( y1 j2 n( G图源：大为 innojoy 全球专利数据库
2 x# P& n4 p$ n9 |0 O! q7 _: I6 e换句话来说，华为公开的这项专利主要是基于目前光刻机技术进行改造升级，让光刻机的良品率变得更高，生产效率自然也就上去了。不过现在问题的根源并非提升光刻机的良品率，而是我们如何获得或是生产出一台真正属于自己的 EUV 光刻机。
- q: j% s. }  c虽说目前 ASML 被禁止向国内出售 EUV 设备，但 DUV 光刻机（比 EUV 更落后一些，覆盖 7nm 及以上支制程需求）由于芯片等规则被修改，国内厂商是可以购入并拥有的，这也成了不少国内厂商创新的基本。
比如美光科技用 DUV 光刻机进行多重曝光，推出了 1 β 工艺，这项工艺被用在了 LPDDR5X-8500 内存产品，在 1 β 工艺的支持下，该款内存将能效提升了 15%，内存密度提升了 35%，使得我国自主生产的内存条也能成为业界一流水准，被广泛被消费者接受和认可。

, b, o& k0 N% ~2 m! B8 Z9 a# I

% m: [- A) b1 x# @( ?+ z( B, _图源上海微电子装备官网
另外，在产业链方面也有不少相关厂商在 EUV 光刻机领域取得了阶段性突破：像清华攻克了光源技术壁垒，掌握了一种可以用于 EUV 光刻机的新光源、中科院也掌握了物镜系统技术、上海微电子也于今年正式通过了 28nm 光刻机的技术检测和认证，并最快将于 2023 年向国内芯片制造企业交付 28nm 光刻机等。
根据相关资料显示，目前国产光刻机产业链已经初具规模，除了前文提到的上海微电子外，像国望光学、国科精密、华卓精科等国产企业都在光刻机领域略有造诣，几乎所有与光刻机相关的领域国内都有相关的公司与产业分布。
不过哪怕是被国内芯片行业认作是突破性进展的 28nm 工艺光刻机，也与 ASML 相差甚远，要知道 28nm 可是 ASML 在 2011 年生产出的工艺，何况 ASML 还会继续研发有关 3nm 甚至是 1nm 的制程工艺，届时国内和国外的差距还会被进一步拉大。
) W+ |8 ~/ L" p. ^: z


* F0 C! ~3 m8 v4 U/ N( N7 ~/ D不过我们也不能将所有的目光都放到手机电脑这类高端芯片行业上，实际上中低端芯片在整个芯片领域占到 95% 以上，日常生活中最常见的智能家居、电视等产品使用的都是是中低端芯片。
& B" N; D; F7 k

2 ?. L) ^" S6 J* X- D9 J
# O5 W$ M' j& }" ?: Y. U哪怕是近两年发展迅速的新能源汽车行业，它们也不需要像手机电脑那样将功耗和性能控制得相当出色的芯片，28nm 制程的芯片足矣满足新能源厂商的需求，而且这个市场甚至比智能手机还要大。加上中国市场是全球最大的新能源汽车市场，又是最大的新能源汽车出口国，更多汽车芯片也将在国内生产制造，28nm 光刻机极有可能成为中国芯片行业在该方面的第一桶金。
8 I1 s' e7 \& S( J9 ?" I5 i所以对于国内芯片行业来说，当下最重要的是加紧占住中低端芯片市场，虽说利润远不及高端市场，但只有站稳了脚跟，才有钱财和精力去开发高端芯片。

0 A- `, v% ]$ P+ Q' `华为作为科技行业的领头羊之一，旗下的高端实验室其硬件能力也能对供应链企业起到帮助，甚至能帮供应链企业解决一些关键技术难题，它有订单需求，也有能力整合国内的光刻机产业链，推动国内整个芯片行业。
开头也提到，我国的芯片需求量是全球第一，之后芯片的需求只会越来越大，不过让人欣慰的是，在 2022 年 1 月至 8 月期间，我国在进口芯片方面的数量减少了 430 亿颗。虽然 430 亿对于整个芯片市场是微不足道的，但是其所代表的意义却是非凡的，持续减少进口，就证明国产芯片行业的持续进步，并且这个进步速度正变得越来越快。
华为此次入局光刻机市场其实是一个很好的信号，意味着国内光刻机市场已经迎来了一个更好的研发布局环境，国产光刻机市场也正迎来一个最好的发展时期，至于何时我们才能见到一台真正印有 Made in China 的高端光刻机，还得将希望寄予国内的芯片行业。