荷兰政府近日根据瓦森纳国际协议(Wassenaar Arrangement),禁止ASML公司向中国出口极紫外光刻机(Extreme Ultraviolet,EUV Lithography);中国驻荷兰大使反呛要以中荷关系为要胁,要求荷兰政府取消禁令。光刻设备是半导体制程中最重要的设备,全球又仅有ASML能提供最高端的光刻设备,美国要求荷兰政府禁止ASML向中国输出这设备,可说是掐住中国半导体产业的咽喉。半导体产业争霸赛的关键,无疑就是光刻设备需要依赖的“光学技术”。
半导体朝7纳米以下迈进,需要更短的极紫外光
半导体制程中要将芯片上的电路更缩小化,就需要更短波长的激光光源,以便在光刻制程中,用激光光刻出间距更小的电路图。光线的波长决定了焦点的尺寸(数值孔径),也就决定了电路的线距。现今半导体制程往7纳米以下迈进,便需要13.5纳米极紫外(EUV)波长的光刻设备,用更短的波长制作更精细、密度更高的电路,从而构建更快、更节能的芯片。
荷兰的ASML是世界上唯一一家可以提供EUV光刻设备的公司。台积电、三星、英特尔、中芯国际等半导体大厂全都需要ASML的EUV光刻设备才能步入更先进的纳米制程。EUV光刻设备成为ASML傲视全球的独门生意,一台光刻设备金额高达一亿欧元。
根据ASML在1月22日所公布的2019年第四季财报显示,该公司2019全年营收118亿欧元,全年净利26亿欧元。
“对于ASML而言,2019年又是一个增长的年度,主要是因为DUV与EUV所生产之逻辑芯片的强劲需求。”ASML总裁兼首席执行官Peter Wennink表示:“我们预计2020年业绩将受益于EUV需求和安装好的机台数,销售与获利都会有两位数增长……受益于智慧手机和5G的投资,预计逻辑芯片市场在2020年仍将保持强劲。内存市场方面,我们的客户有看到市场复苏的迹象。”
ASML能成为现今半导体设备的霸主,主要原因是2016年时ASML与和德国卡尔蔡司(ZEISS)旗下的蔡司半导体公司(Carl Zeiss SMT)的策略合作。当时ASML收购了Carl Zeiss SMT约四分之一的股权,以强化双方在半导体微影技术的合作,其目标是发展下一代EUV光刻系统,并预计在2018年问世。
当时ASML在曝光机市场上并非没有竞争者,还与日本Canon、Nikon维持三国鼎立的局面。ASML有全球最顶尖的光学老牌公司的加持,在4年内逐渐拉大了与竞争者的差距。
围堵可以阻止中国发展的决心?反思光学之重要性
这一次荷兰政府禁止ASML向中国输出EUV光刻机,让中芯国际等中国半导体厂吃了闷亏,但是中国发展半导体的战略中,从来没有忽视过光刻机的重要性,比如在2018年底,中国科学院发布了“超分辨光刻装备”项目成果,号称能够利用365纳米的波长进行22纳米的制程,并还可以通过多重曝光的手法,实现10纳米以下的制程,号称可以打破垄断局面。
整体来说,美国联合西方世界,阻止关键零部件、高速计算机、关键设备与材料进入中国,以围堵中国半导体等高科技的发展,成效的确立竿见影。但是科技产业的根本仍是在深耕技术所需的基础科学,尤其是光学、材料等,中国强化发展自主技术、国产化的意图,不容小觑。
(首图来源:ASML)