自从中国规模最大、实力最强的芯片制造企业中芯国际被美国安排进“实体清单”(华为同款,不允许进口美国商务部限制的技术与产品)后,严重依赖高端芯片制造设备进口的中芯国际,日子并不好过。

 

毕竟,世界排名前十的半导体制造设备厂商都是欧美日发达国家企业,而作为一家能生产高端制程芯片的芯片制造企业,中芯国际也只能依靠进口来让自己的生产线正常运转。

 

 

尤其对于芯片制造中最尖端的设备光刻机,目前顶尖光刻机供应商全球只有一家,就是来自荷兰的ASML阿斯麦。在中芯国际被加入实体清单后,其是否还能获得ASML的设备供应,一直是社会上关注的焦点。

 

 

不过,事情似乎出现了转机。近日,中芯国际发布公告称,公司根据批量采购协议已于2020年3月16日至2021年3月2日的12个月期间就购买阿斯麦产品(ASML)与阿斯麦集团签订购买单(光刻机),购买单的总价为1,201,598,880美元(约12亿美元)。

 

12亿美元是什么概念呢?美国目前第五代战斗机F35的价格大概是8000万美金一架,所以光刻机有多精贵可想而知。

 

 

为什么被加入“实体清单”的中芯国际又能买设备了?

因为被加入“实体清单”并不等于不能进口任何设备,而是在美国商务部的审批下,可以选择性的进口部分美国方面认为技术没有那么先进的设备。

 

而早先传出中芯国际已获得部分设备厂商供应14nm(芯片制程XXnm的XX数字越小,芯片越高端)及以上制程设备的供应许可。

 

所以“实体清单”制度完全是在美国方面控制下的精准打击,既能尽量减少对美国或盟友企业的经济损害,又能实现高端技术卡脖子,非常的银性。

 

因此,本次中芯国际可以向ASML采购的设备,并不是最尖端的EUV光刻机,而是次一级的DUV光刻机。

 

啥是EUV与DUV?

高中端光刻机主要分为两个类别,一种叫做EUV光刻机,即极紫外线(Extreme Ultraviolet Lithography)光刻机,一种叫做DUV光刻机,即深紫外线(Deep Ultraviolet Lithography)。

 

而二者的主要区别,就在于光刻机制造芯片所使用的曝光光源的波长的区别。

 

光刻机工作时,会利用发出的光源通过具有图形的掩膜对涂有光刻胶的晶圆曝光,光刻胶见光后会发生性质变化,从而使掩膜上的电路图形复印到晶圆上,形象的解释,有点像把芯片电路“拍摄”到“晶圆”上。

 

 

因此,光刻机本质上是一种高端光学设备,其实在ASML崛起之前,光刻机产业一直被日本照相机大佬佳能和尼康所把持。没错,别以为佳能尼康仅仅就能做个照相机,人家还能造芯片,而且就算现在佳能尼康也在光刻机领域有一席之地。

 

 

在光刻机工作时,使用的光源的波长,可以决定光刻机制造芯片的能力,简单来说,光刻机波长越短,能制造芯片的电路越精细。

 

 

因此,波长显著短于DUV的EUV光刻机能制造的芯片电路更精密,或者说能制造芯片的制程更高。目前台积电给高端手机制造5nm甚至3nm芯片所使用的光刻机,都是ASML的EUV光刻机,而且,目前全球有能力制造EUV光刻机的只有ASML。

 

为什么佳能尼康就不能造EUV光刻机呢?这就说来话长了。ASML在上个世纪80年代创立时,还仅仅是荷兰商业巨头飞利浦合资成立的一家玩票性质的小公司,成立初期ASML员工甚至没有资格在飞利浦的办公大楼里工作。

 

而那时,尼康佳能两家日本光刻机巨头如日中天,称霸光刻机市场。而且,不仅仅在光刻机市场,彼时日本企业在芯片界叱咤风云,从原料到设备到设计都大有要干翻美国企业的态势。

 

在这样的背景下,美国政府非常慌,决定要整一下嘚嘚瑟瑟的小老弟,于是乎,在整个80年代,美国一直在用各种手段打压日本芯片企业。

 

正好赶上那个年代,光刻机技术提升光源波长遇到瓶颈,于是,为了突破光刻技术,美国能源部牵头英特尔、摩托罗拉、AMD、IBM等企业,押注EUV技术,成立了EUV LLC联盟,聚集整个欧美产业链精密制造、光学、化学等领域尖端公司、实验室,并且全力扶持当时还不成气候的ASML,并将日本企业排除在外,因为美国政府认为日企吸取了精良技术后,未来将压过美国。

 

所以,ASML今天这么NB,并不仅仅因为ASML多牛逼,而是ASML的战队NB。ASML的光刻机零部件,90%以上需要进口,ASML更像是一家精密仪器的集成商。比如ASML自身也没有能力制造EUV光学模组,其供货商为德国老牌光学厂商卡尔蔡司,没错,就是生产照相机镜头的卡尔蔡司。

 

 

是不是说DUV光刻机造不了高端芯片只有EUV光刻机可以呢?无论是手机芯片还是笔记本芯片,目前最高端芯片一般采用5nm或者7nm制程芯片,而芯片制造巨头台积电的第一颗7nm芯片,就是采用DUV光刻机制造的。只不过,同样是制造7nm的芯片,DUV光刻机要使用更加复杂的工艺,这会使得成本飙升,良品率也难以控制,而对于连3nm芯片都so easy的EUV光刻机来说,则简单的多。

 

因此,对于芯片制造企业来说,如果想进入芯片制造最高殿堂,那必须得备几套EUV光刻机。比如老大台积电,仅2020年就采购了15-16 台EUV光刻机,2021 年则至少 13 台起步,预计全年约 16-17 台。

 

但是,中芯国际目前是真没得挑,虽然重金砸下12亿美金,但其实从ASML买到的也仅仅是DUV光刻机,因为EUV的美国人不让卖。甚至ASML在中芯国际官宣合同后,都急冲冲的出来公告:俺卖的是DUV,EUV,没卖的干活。

 

 

 

这就导致就算中芯国际有了DUV光刻机,最多也只能制造7nm芯片,且相比竞对存在很大劣势,而5nm、3nm,DUV玩儿命也是造不出来的。

 

不过,就目前的中芯国际来说,有DUV光刻机用,也是天大的好事儿,毕竟目前全球芯片缺的要死,什么级别的芯片订单都会遭到哄抢。

 

对于目前陷入困境的中芯国际来说,能拿下7nm及以下制程的芯片市场,让产线全速运转,才是目前最务实的打算。