中共芯片之殇:关键技术落后ASML至少20年?
2025-08-05 07:25:37 · chineseheadlinenews.com · 来源: 大纪元
(大纪元记者Sean Tseng撰文/王君宜编译)过去几周,中共官媒大肆宣传国产极紫外光(EUV)光刻技术取得“重大突破”,引发国际关注。EUV光刻机是当前全球最先进的芯片制造设备,也被视为北京推动半导体自主化的最大技术瓶颈。
然而,业界普遍认为这类高调宣传言过其实。目前,全球唯一具备量产EUV光刻机能力的企业,仍是荷兰半导体设备龙头阿斯麦(ASML)。尽管中国已在实验室条件下产生EUV光源,但多数专家认为,从实验室展示走向稳定、可商业化运作的完整系统,中方仍落后20至30年之久。
此外,专家也指出,中共体制内普遍存在的腐败、人才流失与政治风险,进一步削弱了其技术追赶的可行性。
实验室成果距量产仍遥不可及
EUV技术利用13.5纳米光波刻画电路图样,可制造出5纳米甚至更先进的芯片。由于美国已禁止ASML向中国出口先进EUV设备,中共只能自行开发替代方案。
一套完整的EUV系统须具备三大子系统的完美协作:高能光源、高精度反射镜,以及超稳定晶圆移动平台。其中,光源最难攻克。
目前全球主流光源技术为ASML率先商用的LPP(雷射产生等离子体)架构,透过高功率二氧化碳雷射连续照射高速喷射的微小锡滴,使其形成锡等离子体并释放出13.5纳米波长的极紫外光。
中共目前最具代表性的LPP项目位于中国科学院上海光机所(SIOM),由2021年从ASML回国的光源科学家林楠领导。
林楠团队今年3月报告显示,其转换效率达3.42%,单次脉冲能量超过20毫焦耳,优于2019年荷兰纳米光刻先进研究中心的3.2%与瑞士ETH苏黎世大学2021年测得的1.8%。
虽然此成果被中共官媒誉为“国际先进水平”,但仍落后于2007年美国中佛罗里达大学创下的4.9%与2024年日本宇都宫大学的4.7%,更远低于ASML目前商用机器约5.5%的效率。
转换效率是指雷射能量中成功转为极紫外光(EUV)的比例。3%的效率代表97%的能量以热或其它形式流失。提升效率可减少能耗、降低热负载,并加快生产速度。
多路并进难掩实用性不足
除了LPP,中国多家科研机构也在尝试多种方案,例如哈尔滨工业大学正重拾已遭ASML淘汰的“放电产生等离子体(DPP)”技术,虽成本低、设备小,但功率不足。
华中科技大学与广东智能制造研究院则尝试使用纤细的光纤雷射,希望避开ASML所依赖的庞大二氧化碳雷射装置。
清华大学的想法最为大胆,尝试用粒子加速器产生稳定的微束脉冲光,即SSMB(稳态微束化)EUV。
然而,这些技术多仍停留在实验室阶段,距离能支援日夜稳定量产的制造设备,尚有极大落差。尽管如此,中共官媒每逢出现初步成果,便大肆宣传,暗示自制EUV工具“即将问世”。
产业评估:中共至少落后20年
尽管媒体炒作不断,ASML首席执行官傅乐凯(Christophe Fouquet)仍对这些声称表示怀疑。
他在4月的一场投资人电话会议中表示:“产生一些EUV光不难,但中国要制造出一台EUV机器,恐怕还需要很多很多年。”
前台积电(TSMC)采购经理薛宗志对《大纪元时报》表示:“几乎每一个中文标题都夸大其词,耸人听闻。……若真有突破,中国(中共)反而会保持低调以避免制裁。”
他估计,中国离ASML目前水准至少还有20年差距。“在实验室中,你可以不计成本、依赖一整套笨重设备成功产生EUV光;但若要将其转化为能稳定量产、全天候运作的商业化设备,可能还需二十年,甚至最终仍可能失败。”
“大规模生产意味着每秒的品质都相同。”薛补充道。
台湾大学电机工程系教授林宗男指出,ASML目前EUV光源功率已达600瓦以上,而中国哈工大的原型系统仅不到100瓦,远低于目前业界量产需求的250瓦以上。
台湾工研院政策研究主管李冠华认为,即便光源技术突破,EUV系统仍需整合极精密的反射镜、抗震平台与制程回馈系统。
他向《大纪元时报》表示:“尤其在3纳米与2纳米节点下,任何微小误差都会导致良率下降。”
目前中国最先进代工厂仍停留在14纳米节点,无法提供测试平台协助优化EUV工具。
制度与人才是关键
专家指出,建立一套完整的光刻生态系统,不仅关乎物理,更取决于人才与制度建设。
“科学需要失败的自由。”台湾国防安全研究院研究员苏紫云表示。
他指出,逆向工程或许适用于制造航空母舰,但无法套用在原子尺度上的物理原理。
李冠华补充,真正掌握光刻技术,需仰赖如日本所展现的“工匠精神”——数十年如一日的投入与反复验证。而在中国,科研资源的配置往往重速度、轻严谨,导致研究人员倾向夸大成果。
这类奖励机制催生了“大基金”(中共国家集成电路产业投资基金)贪腐丑闻。中共当局斥资数百亿美元扶持清华紫光等本土半导体企业,随着多名高层涉贪遭查,该项目不到两年便宣告瓦解。
苏紫云指出,在一党专政体制下,没有人真正安全。中共可随时以泄密为由整肃科学家,导致顶尖人才难以久留。
ASML的成功难以复制
ASML的领先并非单靠资金。该公司花费三年证明EUV技术可行,又耗费十五年将其转化为工业量产设备,并与台积电、三星、英特尔等客户密切合作,反复优化每个细节。
薛宗志表示,这种耐心与精细的文化,与中共透过技术窃取或企业收购寻求捷径的做法截然不同。
EUV技术需要累积数百万GB的光学数据,而这些数狙台有ASML拥有。他指出:“就算明天有人收购ASML,也无法靠一群博士团队在短时间内复制这些机器。”
他举例,台积电位于亚利桑那州的新晶圆厂,良率一度停滞不前,直到台湾总部派出数百名资深工程师与大量资料库支援,才逐步改善。
“这种软实力无法被复制。”他说。
他指出,中国在太阳能这类低门槛产业表现亮眼,“但到了半导体,就会遇上真正的墙。”
市占率:中国几乎为零
根据美国新兴技术安全中心(CSET)报告,2019至2024年间,中国在全球光刻机市场的占比极低。
目前全球光刻机市场由荷兰占79%、日本占17%。即便在较旧的365纳米i-line技术领域,中国占比也仅约4%。在先进的EUV领域,中国市占为零。
李冠华表示,美国出口管制使中国进展近乎停滞;随着世界其它国家持续推进3纳米与2纳米制程,差距只会越拉越大。
苏紫云认为,目前中国与全球先进水准的差距约30年。
即便未来有所突破,也最多可缩短为20年,但“其它国家也不会停下脚步,这道差距很可能会维持下去。”
原文“Why ASML Chipmaking Tools Remain China’s Core Bottleneck Despite Reports of EUV Progress”刊登于英文《大纪元时报》