中国光刻机崛起之路

李瑶

什么是光刻机

简单来说，光刻机就是以光作为刀片，在晶圆上刻画芯片图纸的机器，是芯片生产加工最基础也最关键的一环。

中国光刻机崛起的故事，则要回到20年前。2001年2月27日，中科院院士、北京大学微电子研究院院长王阳元作了一场关于“微电子科学技术和集成电路产业”的报告，分析我国发展微电子和集成电路产业的必要性、紧迫性、措施和建议。当时主持会议的国务院领导在听取报告后，随即提出：集成电路是电子产品的“心脏”，是信息产业的基础，必须高度重视。

很快，光刻机成为“十五”期间微电子装备首要攻关项目;转年，光刻机被列入国家863重大科技攻关计划，在科技部和上海市政府共同推动下，承担攻坚项目任务的上海微电子装备有限公司（下称“上海微电子”），也正式成立。

公司刚成立不久，踌躇满志的总经理贺荣明就带着技术团队去欧洲、美国等地开展技术方面的合作。但当贺荣明提出“中国人也要做光刻机”时，外国专家的眼神里除了惊讶，还多多少少带着对中国科技人员的不屑和蔑视，甚至有一名欧洲的高级专家告诉他：“就是给你们全套图纸，你们也做不出来。”

外国专家的话也并非全是虚言。一台光刻机由数万个部件组成，对技术、精细度、速度的要求高到令人难以想象，就连贺荣明也不得不承认：“相当于两架大飞机从起飞到降落，始终齐头并进。一架飞机上伸出一把刀，在另一架飞机的米粒上刻字，不可以出差错。”

这样的愤懑，直到多年后上海微电子在先进封装领域设计并交付了第一台国产光刻机给中国台湾客户时，才一得舒展。客户跟贺荣明说：“我们真的从来没想到中国人可以做出光刻机，作为中国人我为此感到自豪。”

但是，光刻机分为前道光刻机和后道光刻机，前道光刻机用于芯片制造，后道光刻机则主要用于芯片封装。当前，全球前道光刻机完全被阿斯麦、尼康、佳能壟断，上海微电子可量产的最领先的前道光刻机则处于90nm工艺制程节点。90nm光刻机造出来的芯片，也就相当于2004年奔腾四处理器的水平。纵然上海微电子披露将于2021年交付28nm制程的前道光刻机，也仍与阿斯麦5nm制程光刻机相差甚远。

中国并非从一开始就落后于人

1952年，刚成立不久的新中国就开启了计算机事业，成立了电子计算机科研小组。由于我国第一块集成电路诞生于1965年，所以业内认可度较高的说法是，我国利用光刻技术制造集成电路芯片的时间也差不多处于1965年前后。

到1985年，机电部45所研制出了分步投影式光刻机，被电子部技术鉴定认为，达到美国GCA公司1978年推出的4800DSW光刻机的水平。

如果稍作回顾，可以将整个中国大陆半导体产业发展的脉络总结为：上世纪50年代开了个好头，上世纪60、70年代一路向前，上世纪80年代上半场仅次于美国，甚至比肩日本，领先韩国。但转折也正巧就出现在上世纪80年代下半场。彼时恰逢日本半导体产能过剩，与美国半导体大打价格战，“造不如买”的思想开始在国内兴起，一大批企业抛弃独立自主、自力更生的方针，盲目走上了以“贸工技”为指导的发展路线。

为了加快国产光刻机的攻关，2008年，国家层面专门成立了“极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项”（简称02专项），以建立自主的高端光刻技术和产业发展能力作为重大、核心的战略目标，并已逐渐取得可喜的成就。

但中国光刻机与国际先进水平仍有很大差距，高端光刻机全部依赖进口。光刻机严重制约了我国半导体的发展。

（据“财经国家周刊”微信号）