華為的轉(zhuǎn)折!國產(chǎn)光刻機今年下線投產(chǎn)

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老美在斷掉華為“芯”的同時,也斷掉了很多花粉的心。華為事件讓很多人開始深思,為什么我們會被芯片卡脖子?為什么我們會被光刻機攔住腳步?漸漸地,我們開始關注起光刻機的消息,哪怕是一丁點的風吹草動,也會牽動著我們的“愛國芯”。


01

DUV光刻機下線投產(chǎn),解決“燃芯之急”


“楚雖三戶能亡秦,豈有我泱泱中國空無人?”承載著國人的厚望,國產(chǎn)光刻機來了。近期傳來兩則消息:上海微電子在今年正式推出28納米光刻機,以及國產(chǎn)28納米光刻機正式下線投產(chǎn)。

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上海微電子推出的光刻機,是目前較為先進的“浸入式”光刻機,是一臺28納米工藝的光刻機。在芯片制程中,通過多次曝光、制作,可實現(xiàn)7納米芯片的生產(chǎn)。該光刻機將在今年正式投入生產(chǎn),這將很大程度上的緩解我國在半導體領域被國外卡脖子的現(xiàn)象。 
至于什么時候量產(chǎn),可以從另一條新聞來判斷。
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2021年1月8日,中芯京城集成電路生產(chǎn)線項目獲準開建。中芯京城是中芯國際、亦莊國投和大基金二期與2020年12月7日共同成立的合資公司,總投資500億人民幣。這家公司的成立是中芯國際進入實體清單的直接導火索,因為中芯京城將會是全面去美化,甚至是純國產(chǎn)化的生產(chǎn)線。
按照中芯北方的情況,同樣是兩條產(chǎn)線,中芯北方大概用了一年半的時間就把第一條產(chǎn)線建好,開始量產(chǎn)。中芯京城的速度只會快不會慢,大概率會在2022年1月底之前搞定第一條產(chǎn)線。 
所以,為了配合中芯京城的進度,上海微電子一定會在2021年中開始進行光刻機的量產(chǎn),2021年底至少有1-2臺國產(chǎn)光刻機進入中芯京城的生產(chǎn)線進行適配。總的來看,DUV光刻機是在按部就班的推進中,不快,也不慢。 

02

EUV光刻機只差“臨門一腳”

內(nèi)做EUV光刻機的是中科院長春光機所,進度如何還沒有官方消息,深挖了一下長春光機所在EUV光刻機方面的專利,有了一點發(fā)現(xiàn)。放個圖,大概是這樣的。
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根據(jù)已有專利信息可知,長光所可以做離軸光學系統(tǒng)、超高重頻窄脈寬CO2激光器、極紫外光聚焦反射系統(tǒng)等光刻機子系統(tǒng)。但這好像不太夠,于是我又去找了找上海光機所的專利,又有一點點新發(fā)現(xiàn)。
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上海光機所2021年1月1日公開了一項叫做“一種用于EUV光源中液滴靶的一體化錫原料罐裝系統(tǒng)”的專利,而ASML的技術路線還正好就是液滴錫靶,看到這里懂得都懂。
 鑒于上光所是長光所分出來的,再加上現(xiàn)在全國一盤棋的大策略,個人感覺長光所好像已經(jīng)有能力造EUV光刻機了,但目前達不到ASML的水平,但總歸是解決了有無的問題。 

03

起了個大早,卻逐漸拉胯的芯片產(chǎn)業(yè)

隨著全球半導體行業(yè)的變動,越來越多的企業(yè)開始布局芯片制造產(chǎn)業(yè)。但在高端芯片制造過程中,光刻機等尖端設備的使用在所難免。在過去半個世紀以來,美國對于科技產(chǎn)業(yè)供應鏈的決心一直是巨大的,水平也是高超的,那段時間中國在干什么呢? 
在六七十年代,中國芯片產(chǎn)業(yè)和技術一直在嘗試緊追美國,在核心技術指標上的差距,在5-7年左右,領先于日韓臺等。然而從八十年代后半葉到90年代,中國的芯片產(chǎn)業(yè)開始在國際競爭中逐漸拉胯。我們來看一張圖:

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從半導體集成度這個核心技術節(jié)點來看,中國從六七十年代的落后六七年左右到1999年落后到了13年

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從芯片產(chǎn)量這個更關系到芯片產(chǎn)業(yè)化的指標來看,中國從六七十年代的落后六到十年,到1996年已經(jīng)落后多達24年。
在前三十年,我們是在用計劃經(jīng)濟的舉國體制,推動戰(zhàn)略科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,取得了不錯的成果,但是在市場經(jīng)濟之后,我們國家一時半會兒沒有掌握在市場經(jīng)濟下怎么取用舉國體制推動戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的套路,沒有像美國那樣扶持戰(zhàn)略科技產(chǎn)業(yè)的決心。
那段時間國家對半導體產(chǎn)業(yè)的投資大大減少,在整個65和75計劃中,對光刻機的投資只有區(qū)區(qū)500萬元。在90年代初,全國集成電路行業(yè)固定資產(chǎn)投入僅15億人民幣,折合到美元僅3億美元,而當時國外建一條有一定規(guī)模的存儲器就要2億美元。
隨之而來的是大量的科研部門,和高科技企業(yè)被裁,大量芯片企業(yè)轉(zhuǎn)型去搞一些買早點之類的低端產(chǎn)業(yè)。
比如武漢無線電元器件三廠1994年改制成了買早點副食品的商鋪,再比如中科院計算所的大規(guī)模集成電路室當年有6個組七八十號人當時研究多晶硅摻雜發(fā)射、極晶體管及全離子注入晶體管已經(jīng)有了很大進展,可惜這個實驗室在1987年因為缺少經(jīng)費被整個裁了,隊員全體解散,連一個種子都沒留下。 
后來參加龍芯研制的前大規(guī)模集成電路室成員黃令儀在回憶錄中寫道:
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在當時的社會精英中,造不如買,買不如租”的思想盛行,一些中國計算機行業(yè)的領軍企業(yè),放棄了深度研發(fā),走起了“貿(mào)工技”的路線
對于核心節(jié)點的判斷失誤,使我國上世紀八九十年代不僅是芯片產(chǎn)業(yè),很多科技產(chǎn)業(yè)都因為各種原因進入相對衰退期錢學森院士對當時的情況也是痛心疾首,他在1995年元旦的時候,給負責科技工作者的領導寫過一封信:

回想在60年代,我國科學技術人員是在毛主席指導下辦的。

1. 我國理論物理學家提出基本粒子的“層子”理論,它先于國外的“夸克”理論;
2. 我國率先人工合成胰島素;
3. 我國成功地實現(xiàn)氫彈引爆的獨特技術;
4. 我國成功的解決了大推力液體燃料氧化劑、火箭發(fā)動機的燃燒穩(wěn)定問題;
5. 其他。
但是今天呢?我們科學技術人員有重要創(chuàng)新嗎?
諸位比我知道的更多,我認為我們太迷信洋人了,膽子太小了。
我們這個集體,如果不創(chuàng)新,我們將成為無能之輩,我們要敢干!
如今,在美國插手干預全球芯片供應鏈之后,加速推動芯片國產(chǎn)化已成為中國的重要目標。國務院發(fā)布的相關數(shù)據(jù)顯示,2019年中國芯片自給率僅為30%,但2025年中國芯片自給率要達到70%。為了早日實現(xiàn)這個目標,中國加大力度扶持芯片行業(yè),正以百米沖刺的速度長跑。

04

沖刺芯片自給率70%目標!中國3架馬車火力全開 

3月1日,中國工信部總工程師田玉龍表示,中國高度重視芯片產(chǎn)業(yè),將在國家層面給予大力扶持。首先,是解決資金的問題,我國將加大對芯片企業(yè)的減稅力度。事實上,早在去年8月,我國就首次推出10年免征所得稅政策,生產(chǎn)28nm以下芯片企業(yè)可以10年免稅,減稅力度之大前所未有。
另外,2019年10月22日,第二期中國半導體扶持大基金“出世”,資金規(guī)模為2041.5億元人民幣。雖說國家大基金二期成立才不過一年有余,但已經(jīng)持續(xù)為芯片行業(yè)“輸了不少血”,2020年大基金二期投資了10個項目,中芯國際、長鑫存儲、深科技等先鋒企業(yè)都獲得“國家隊”的撥款。 
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其次,是打造一個完整的芯片產(chǎn)業(yè)鏈,夯實芯片產(chǎn)業(yè)的基礎。數(shù)據(jù)顯示,目前中國芯片相關企業(yè)共有6.65萬家,2020年全年新注冊企業(yè)2.28萬家,同比大漲195%。而2021年前2月注冊量已達到4350家,同比增長378%。
與此同時,中國芯片企業(yè)亦是齊心協(xié)力,抱團發(fā)展。華為海思、長江儲存、中芯國際等90家企業(yè)聯(lián)合組隊,計劃建立全國集成電路標準化技術委員會。而這個委員會若是成立,則意味著中國芯片企業(yè)將在統(tǒng)一標準的框架下生產(chǎn)產(chǎn)品,互相配合協(xié)作,加快芯片國產(chǎn)化的速度。 
再者,中國“兵分兩路”解決設備問題一方面,中國芯片企業(yè)先解決短期的芯片需求,做好充足的儲備工作,2020年我國芯片進口額達到3800億美元(約合24590億元人民幣)。
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另一方面,中國還大量進口芯片制造設備,去年從日本、韓國等多地進口芯片生產(chǎn)設備,進口金額同比增長20%至320億美元(約合2070億元人民幣)
值得一提的是,近日清華大學的科研團隊發(fā)表EUV光源的研究成果,攻克光刻機難題,這顯然給國產(chǎn)光刻機帶來了技術支持。

05

結(jié)語 
過去兩年,經(jīng)歷了中美貿(mào)易戰(zhàn)的洗禮,我們逐漸從懵逼的狀態(tài)中走出。隨著RECP、中歐投資協(xié)定的簽署,曾經(jīng)充滿黑暗的道路也即將迎來黎明?我國的半導體產(chǎn)業(yè)依舊深深地受制于美國。
2019年5月,華為被加入實體清單;2020年9月,美國全面制裁華為;2020年12月,中芯國際被加入實體清單。截止2020年12月31日,美國實體清單中我國上榜的實體超過400個。
美國正在用自己的科技霸權,強行壓制我國戰(zhàn)略新興技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。時間來到了2021年,今年,將會是我國半導體產(chǎn)業(yè)最黑暗的一年。但隨著國產(chǎn)光刻機的下線,我們面對的困境也許會出現(xiàn)轉(zhuǎn)機。畢竟,最黑暗的時刻,是在黎明之前。


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