卡住中国脖子的35项关键技术荷兰ASML为什么不卖EUV光刻机给中国

【吸收财讯:长春光机所已经解决edu光源,清华解决操作台,光栅有待突破,全国一条心我看好中国。。。】2019年10月2日,《科技日报》曾经刊登了一篇名为《卡住中国脖子的35项关键技术》的文章。在文中列举的35项技术中,排名前三名的分别是光刻机芯片操作系统

如果真的能够国产。新闻联播起码要放20分钟。这是一个既可喜又可悲的事情:可喜的是,自2010年半导体产业逐步向我国转移过后,我国半导体产业获得了大跨步式的发展,一些中低端的半导体产品已经占据全球大量市场份额;可悲的是,利用市场换技术的老路已然被封死,利润丰厚的高端半导体技术还远在「市场天平」的那一头,不见倾斜。

半导体产业中,关注度最高的要数高端芯片制造设备EUV光刻机,它近乎占据了芯片生产成本的三分之一。拥有EUV光刻机,也就等于拥有开启芯片产业财富大门的钥匙。目前,拥有EUV光刻技术的仅有荷兰ASML(阿斯麦)公司,其市场份额为100%,领先所有竞争对手。

荷兰ASML为什么不卖EUV光刻机给中国?

ASML光刻机部件

此前,长江存储和上海华虹六厂都曾向ASML购买过193nm浸润式光刻机,但中芯国际2018年下单的7nm制程EUV光刻机,却迟迟不见踪影。

从配件供应商厂房突发离奇大火,到疫情影响中断物流运输,这台望眼欲穿的设备已经延迟交付了2年多。我们不禁要问,买一台EUV光刻机怎么就这么难?

来美利坚的恶意:「瓦森纳协议」

荷兰ASML为什么不卖EUV光刻机给中国?

瓦森纳协议

瓦森纳是荷兰的一个地名,1996年5月,臭名昭著的「瓦森纳协议」(又称为「瓦森纳安排机制」)就是在这里签署的。

这个协议的前身,来源于「巴黎统筹委员会」

美苏两国冷战时期,美国和其盟友担心因技术流失,而促成苏联和相关阵营发展高端武器,影响局势发展。1949年11月,他们便联合了英、日、法、澳等17个国家在巴黎成立了「巴黎统筹委员会」。

巴黎统筹委员会是一个非官方的国际机构,它存在的目的就是为了防止资本主义国家向社会主义国家出口技术和战略物资。委员会内的成员国家,不能向其他国家出口包括武器装备、高端技术产品和稀有战略物资等上万种产品。

苏联解体之后,巴黎统筹委员会随之失效。但在4年后的1995年,17个「老巴统」成员国和其他28个国家凑到一起,在荷兰瓦森纳又签署了「瓦森纳协议」,其内容和此前巴黎统筹委员的规定类似。中国、伊朗、伊拉克和利比亚等国家被列为主要限制出口国。

协议中有两份控制清单:

1、军民两用商品和技术清单:先进材料、材料处理、电子器件、计算机、电信与信息安全、传感与激光、导航与航空电子仪器、船舶与海事设备、推进系统等9大类;

2、军品清单:各类武器弹药、设备及作战平台等共22类。

每隔6个月,成员国就必须向协会汇报相关禁运品类的出口报告,并确保没有违反相关规定。

原则上来说,「瓦森纳协议」规定成员国可以自行决定是否出口某类禁运物品,仅需要向协会汇报即可。

但实际情况来看,执行层面完全没有自由。这就像是它名字中的Arrangement(安排)一样,所有的一切被美国「安排的」明明白白。中国同捷克的雷达采购、同意大利的卫星发射合作,都是被美国的「安排」搞黄的。

2019年底,「瓦森纳协议」进行了新一轮的修订,主要增加了两条项目:

荷兰ASML为什么不卖EUV光刻机给中国?

瓦森纳协议新增部分内容

1.针对EUV光刻掩膜而设计的“计算光刻软件”;

2.技术要求对300mm直径硅晶元的切割、研磨、抛光达到局部平整度的要求,在任意26mm*8mm的面积内平整度差小于等于20nm,以及边缘去除方面小于等于2mm。

新增条目的指向性非常明显,限制即将迈入高端半导体领域的中国。

正是这两条新增条目的限制,荷兰政府一直没有给ASML公司颁发7nm制程EUV光刻机出口许可证,中芯国际的订单也迟迟无法交付。

供不应求,股东优先

虽然瓦森纳协议被看做是ASML光刻机出口的主要拦路虎,但其供不应求的市场格局,也占有一定程度的原因。

这里,我们要聊聊ASML的发展历史。

荷兰ASML的前身是ASM,在被飞利浦收购之后,ASML依旧经营困难。1984年,ASML从飞利浦独立出来之后,开始自己寻求突破口。

他们的逻辑是:「找合作伙伴,而不是单纯的供应商」。大家以产品+技术的方式共同合作,共享红利。

在他们的游说之下,德国蔡司、美国CYMER等国际超一流技术厂商都加入了ASML的光刻机供应链条中。

荷兰ASML为什么不卖EUV光刻机给中国?

ASML光刻机内部采用德国蔡司镜片

不仅如此,在芯片领域美国英特尔、韩国三星和海力士、以及中国台湾的台积电等都纷纷入股了ASML公司,成为其股东。

股东为ASML提供了资金和技术的支持,也分担了研发过程中失败的风险。

就这样,ASML笼络了全球最顶尖的合作伙伴,为后续称霸市场奠定了基础。换句话说,ASML的核心价值在于沟通与协调,将所有顶级供应链厂家完美的撮合在一起。

荷兰ASML为什么不卖EUV光刻机给中国?

ASML最新EUV光刻机

其最新研制的7nm制程光刻机,2018年实现量产,一经投放市场便彻底抢占了所有市场份额,排在市场二、三名的尼康与佳能完全没有能力与之抗衡。

从产品本身来看,ASML在光刻机领域的核心技术并不多,整机10万余个零部件中,镜头来自德国,激光系统来自美国,还有8万多个精密零件来自全球40多个国家,ASML自己技术的占比不超过10%。

每一年,ASML光刻机的产量都仅有十几台,每台售价1亿多美金。客户需提前支付全部货款,才有资格加入订单队伍,并等待ASML漫长的交货期。而合作伙伴们,则可以以较为划算价格,获得优先购买权和交货权。

2019年ASML共卖出了26台EUV光刻机,这其中有一半的光刻机都卖给了台积电,剩余的一半卖给了美国的英特尔和韩国的三星。

产量虽然严重不足,他们每年的采购数量还在不断递增,仅2020年初,订单就已经排到了75台。

货源如此紧俏的当下,ASML完全没有理由冒着违背「瓦森纳协议」和得罪股东的风险,去卖给中芯国际一台光刻机,这显然不符合他们的利益。

加速芯片窗口期流逝

就在我们还在讨论7nm制程技术时,台积电与三星已经开始了5nm和3nm制程的研发。

目前,我们国家能够生产出的最先进光刻机是上海微电子的SSA600,它的分别率能达到90nm。

而反观ASML,他们在1991年就推出了制程工艺为90nm的PAS5500光刻机。

荷兰ASML为什么不卖EUV光刻机给中国?

上海微电子SSA600光刻机

这中间的差距,大概需要15~20年时间来填补。

最近,有一些消息称,上海微电子已经下线SSA800系列光刻机,制程可到7nm的分别率,与ASML不分伯仲。

消息尽管振奋人心,但有一点我们需要知道:在高端精密制造业领域,「有用」、「能用」、「好用」和「量产」是四个完全不同的概念。

一台新制程光刻机被研发出来后,往往需要花费大量的时间进行测试。这样的机器,我们称其为「原型机」,所谓的「有用」和「能用」即停留在这个层面。

「好用」则意味着,经过相关培训后,专业人员可以根据操作手册进行试生产。而「量产」就需要机器百分百成型,生产线工人通过简单培训就可以熟练完成芯片制造过程。

根据以往的经验来看,从「有用」到「量产」的时间,至少需要2年左右,这一速度还是建立在一切顺利的前提之下。

由此看来,我国的光刻机乃至半导体发展情况确实已经落后国际先进水平太多。

7nm制程的芯片当前仍处于市场顶尖水平,但这样的窗口期不会持续太久,一切都取决于台积电和三星研何时能够研制出5nm以下的芯片技术。

这个特殊的窗口期,对于我国光刻机和半导体领域意义重大。倘若光刻机技术能够有所突破,不仅是我国芯片制造领域可以补齐产业链,更重要的是我们能够极大的缩小同世界顶尖半导体技术的差距。

如果我们能像中国台湾和韩国一样购买最先进的半导体制造设备,追赶英特尔兴趣有所困难,但快速拉近跟中国台湾、韩国的半导体制造水平是有可能的。

显然,我们所希望的一切都不是其他国家希望看到的。对于ASML这样的企业来说,我国技术的突破预示着他们收益的下滑;而对于欧美等发达国家来说,半导体技术直接决定了数字经济时代国家的核心竞争力。

因此,将中国半导体发展拖过窗口期,避免技术被赶上才是他们的如意算盘。

最后

新冠疫情期间,曾有网友风趣的提出用口罩、防护服和呼吸机等医疗资源换取荷兰ASML的EUV光刻机。

虽然只是一句玩笑,但背后也反映出我们在高端制造领域的部分空白与缺陷。

教育方面更是如此,曾有一所985高校,几年前开设了芯片体系结构相关课程,四年后由于生源不足,只能被迫关闭,学生都涌向了金融和互联网等「赚钱」行业。

加油我是真价值投资,因为真价值才能真研发出来,真心希望有!种种难题似乎都在今天冒了出来,尤其是在中兴和华为被「卡脖子」之后,半导体领域热度终于被重新唤醒。伴随中美贸易战的不断演进,一场半导体反击战早已打响。愤怒之余,我们需要将所有的一切视作机遇与转折,走一条自己的半导体崛起之路。



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