技術(shù)奇跡！EUV光刻機(jī)被美國限制出口的真相

EUV光刻機(jī)是一項技術(shù)奇跡。

一臺發(fā)生器每秒噴射出5萬個微小的熔錫液滴，高功率激光對每個液滴進(jìn)行兩次爆破，第一次可以使錫成形，第二次是使錫蒸發(fā)成等離子體。

等離子體發(fā)出極紫外光輻射，這種輻射聚集成光束并通過一系列反射鏡反射最終撞擊晶圓。

反射鏡十分光滑，以至于即使擴(kuò)大到德國國土面積的尺寸大小，其凹凸也不會超過1毫米。

EUV光束撞擊晶圓的精度很高（本身就是材料科學(xué)的奇跡），相當(dāng)于一把從地球上發(fā)射的弓箭直接擊中放在月球上的蘋果。

EUV光刻機(jī)就是通過這樣一系列操作，將晶體管拉入5nm的晶圓，5nm大概相當(dāng)于我們的指甲在5秒內(nèi)長出的長度。

技術(shù)奇跡EUV光刻機(jī)的制造困局

一臺EUV光刻機(jī)由10萬多個零件組成，成本約為1.2億美元，需要用40個貨運(yùn)集裝箱裝運(yùn)。但就是這臺價值1.2億美元的機(jī)器，目前世界只有幾十臺，各國對其的需求量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過供應(yīng)量，且還有大約兩年的未交貨訂單。

之所以數(shù)量少，是因為目前世界上只有荷蘭的ASML公司能夠制造EUV光刻機(jī)。ASML是一家?guī)缀踔簧a(chǎn)用于芯片制造光刻機(jī)的公司，盡管它的業(yè)務(wù)很局限，但該公司的市值卻超過1500億美元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于IBM的市值，僅略低于特斯拉。

EUV光刻技術(shù)自1980年以來一直在發(fā)展，直到最近兩年才進(jìn)入批量生產(chǎn)階段。除了ASML，其它公司（尼康、佳能等公司）只能生產(chǎn)不使用EUV技術(shù)且成本效益較低的老一代光刻機(jī)，這些公司所擁有的經(jīng)驗、專業(yè)知識以及市場定價權(quán)都來自于極端技術(shù)需求下競爭激烈的行業(yè)數(shù)十年的盈利能力。

如果這些公司能夠制造EUV光刻機(jī)，那么他們將賺上數(shù)十億美元。這也是為什么在經(jīng)歷了30多年和數(shù)十億美元的研發(fā)投入后，ASML能夠獲得如此多的訂單：EUV光刻機(jī)走在人類技術(shù)能力的前沿，制造難度大。

中國自研EUV光刻機(jī)的可能性

中國幾乎沒有光刻經(jīng)驗和光刻行業(yè)，任何試圖開發(fā)EUV光刻機(jī)的中國公司都必須從頭開始，不得不努力縮小與擁有數(shù)十億美元資產(chǎn)、數(shù)十年經(jīng)驗以及經(jīng)驗和專業(yè)知識都頗為豐富的成千上萬員工的ASML的差距，同時也不得不在那些經(jīng)驗豐富和擁有數(shù)億美元的生產(chǎn)光刻機(jī)的公司曾經(jīng)失敗過的地方取得成功。

由此可見，在短期內(nèi)，中國公司自主生產(chǎn)EUV光刻機(jī)的可能性很小。

中國意識到EUV光刻機(jī)的重要性，且在美國的壓力下，荷蘭政府于2019年11月阻止ASML將EUV光刻機(jī)運(yùn)送到中國。相關(guān)新聞報道將ASML描述成中美貿(mào)易戰(zhàn)的棋子，但荷蘭的決定事關(guān)重大。

這是因為，有許多具有戰(zhàn)略意義的技術(shù)都具有潛在的危險性或不確定性，包括人工智能、自主武器系統(tǒng)、高超音速導(dǎo)彈、網(wǎng)絡(luò)武器、監(jiān)視工具和最新一代核武器，這些技術(shù)以及其他技術(shù)都需要最新的芯片來開發(fā)和部署。

但如果缺乏先進(jìn)的芯片，中國就不能參與技術(shù)權(quán)威主義或軍備競賽。

出口管制不應(yīng)阻礙全球繁榮

中美兩國之間的貿(mào)易往來促進(jìn)彼此繁榮，但美國始終認(rèn)為某些東西過于危險而無法自由貿(mào)易。過去四十年，中國的開放和中國社會的日益繁榮是上個世界最重要的發(fā)展之一，將近10億人擺脫了貧困。

可以通過“兩步走”出口控制計劃來實現(xiàn)這一目標(biāo)。首先，美國、荷蘭和日本應(yīng)對生產(chǎn)先進(jìn)芯片所學(xué)的包括光刻機(jī)在內(nèi)的制造設(shè)備實施嚴(yán)格的多邊出口管制。這三個國家?guī)缀鯄艛嗔讼冗M(jìn)的芯片制造設(shè)備，其技術(shù)壁壘與EUV光刻技術(shù)類似。有針對性的出口管制將繼續(xù)促進(jìn)彼此往來。

其次，制造先進(jìn)芯片的國家應(yīng)該對芯片實行狹窄的多邊出口管制。這些控制措施應(yīng)針對特定的最終用戶和最終用途，同時允許絕大多數(shù)中國公司進(jìn)口用于商業(yè)用途的芯片。

EUV光刻機(jī)不僅僅是技術(shù)奇跡，還提供了重要的發(fā)展路徑。通過先進(jìn)的計算機(jī)芯片技術(shù)，可以推動科學(xué)和工程領(lǐng)域前沿的發(fā)展，促進(jìn)全球繁榮。