荷兰解除了对中国出售光刻机禁令?
网友【脸谱】于【太平洋时间 2021-04-02 11:22:15】分享在【聚焦美中不卒】版块    43215    1    20

在如今这个信息时代中,最为重要的便是芯片了,如果没有芯片的话,那么手机、电脑等电子产品便失去了最重要的部分,而要想制造芯片就需要光刻机才行,如今这两样东西对于中国来说并不容易获得,毕竟当今世界拥有最先进的光刻机的国家主要就是一些西方国家,这些国家几乎都不愿意对中国出售光刻机。

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可是作为集成电路制造过程中最为核心的装备,光刻机的重要性远远超过其他仪器,因此中国半导体工艺长期处于一个十分尴尬的境地,其中光刻机被禁售就是一个很重要的原因。目前全球光刻机领域的空头老大便是荷兰的ASML,已经占据了高达80%的市场份额,直接垄断了高端光刻机市场,其中最为先进的EUV光刻机的售价就达到了1亿美元一台,而且全世界也就荷兰ASML能够生产出来。

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那么为什么一个荷兰公司能够做到垄断光刻机市场呢?其实有很大一部分原因和美国有关系,要知道ASML原本就是从飞利浦公司独立出来的一个半导体设备制造商,在1962年的时候,飞利浦研发主管里奥·莫里斯发现美国开始制造芯片,他看到了未来的方向,于是对手下的工程师克洛斯特曼说:如果美国人可以做到,我们也能做到。

那个时候的飞利浦养着一堆自由自在的科学家和工程师,他们随心所欲。仅仅用了5年的时间,克洛斯特曼及其团队研发出了重复曝光光刻机原型,可以刻出1微米的线条。1973年,飞利浦的科学家们完成了SIReI,当时世界最先进的光刻机原型。

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但飞利浦的官僚作风似乎忘了这个项目,科学家们也只是满足于拍张照片,申请专利,然后把机器扔进仓库。

在1978年的时候,飞利浦科学与工业部的负责人维姆·特罗斯特从废料堆中找出机器,动用秘密基金重启研发,并从IBM获得一台订单,必须于1982年交货。此后,这个项目就遇到了瓶颈,研发工作的难度成为资金黑洞,导致特罗斯特失去公司决策层的信任,飞利浦高层命令终止项目,停止了这项赔钱的研发行动。

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等到了1983年,荷兰新锐企业家德尔·普拉多与飞利浦成立合资公司ASML,顺势就接手光刻机项目,随即他便雇用了充满雄心的贾特·斯密特担任了CEO。贾特·斯密特很快就将这个士气低落、市场占用率为0,没有一台成品机器的团队拯救了过来。

他对自己的员工说,我们要成为世界第一,如果只想当第三,那最好别做。尽管他发现了自己的公司毫无竞争力,可是作为一个乐观者,反而是看到了希望:如果我做出一台最先进的光刻机,那市场就是我一个人的了。

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于是他开始疯狂地鼓劲、烧钱,迎接无数次的失败。在1987年的时候,这个奠定了ASML的企业精神便落得了一个英雄凄凉离场的境况。在资金压力之下,德尔·普拉多也被迫放弃企业,飞利浦公司不情愿地接回烂摊子。

普拉多悲愤地警告荷兰人:“我们应该把关键的战略产业拱手让给美国和日本吗?那我只能说,去快乐地挤牛奶、搅拌黄油和种郁金香吧。”

这个项目在失去了这两位肱骨之臣之后,飞利浦又开始加大了投资,终于让ASML慢慢有了生气,运气也变好了。

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1988年,刚安装完机器的台积电发生大火,又订了17台光刻机,这让ASML的财务得以喘息,其后现金流总算是变成正的。

可到了1992年,业绩又跌到谷底,飞利浦只愿再给9个月时间和2100万美元借款,否则就要直接叫停项目关掉ASML。1993年初, ASML的王牌机器PAS5500上市,公司才活下来。到了上市融资6300万美元后,财务压力缓解。

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从此之后,荷兰的ASML光刻机在全球越来越受欢迎,但是其生产的原材料却也开始受制于其他国家,通过查看ASML的供应链列表就能发现它的所有供应商都是业内十分顶尖的存在,由于光刻机的工艺精度很大一部分都取决于其光源的波长,所以ASML采用的EUV光源是来自于美国的Cymer公司,而镜头供应商则是德国的老牌镜片供应商卡尔蔡司,其提供的一种极其光滑的镜片之反射13.5nm波长光的反光镜。

而且ASML的磁悬浮双工作件台是自己研制出来的,能够做到两个工作台同步运行,误差不超过2nm,这种技术在全世界范围内都是顶尖水准。

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但是荷兰ASML公司的光刻机自面世以来都基本上没有卖给中国,这主要就是因为《瓦森纳协定》,这个《瓦森纳协定》又称作是瓦森纳安排机制,全称为《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳安排》,目前共有包括美国、日本、英国、俄罗斯等40个成员国但是没有将中国纳入其中。

尽管“瓦森纳安排”规定成员国自行决定是否发放敏感产品和技术的出口许可证,并在自愿基础上向“安排”其他成员国通报有关信息。

但“安排”实际上完全受美国控制。当“瓦森纳安排” 某一国家拟向中国出口某项高技术时,美国甚至直接出面干涉,就像之前,捷克拟向中国出口“无源雷达设备”时,美国政府便立刻出面向捷克施加压力,迫使捷克停止了这项交易。

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当然,中国在光刻机方面被卡脖子之后,也一直在尝试研制出属于自己的光刻机,可是却因为一些关键技术无法突破导致研发过程中出现了许多技术性的难题,上海微电子装备有限公司量产的光刻机中性能最好的便是90nm光刻机,可是最为先进的ASML光刻机就已经达到了14nm,这就导致了中国很多电子厂商不得不向国外公司进口芯片。

光刻机问题也成为了许多中国企业心头上的阴霾,可就在这样一种情况之下,荷兰却突然解除了对中国禁售光刻机的政策,并且同意中国以12亿美元的价格从ASML手中购买14nm光刻机,这让很多人大感意外,大家纷纷猜测难道是因为美国方面开始同意荷兰向中国出售光刻机了?

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还是因为荷兰又研制了更先进的光刻机,所以才愿意将14nm的光刻机出售?但事实上却是中科院的原因。就在前段时间,中科院的科研人员主导的国际团队就发表了一篇论文,论文中提到团队已经研发出了一种新型可编程光量子芯片,可实现多种图论问题的量子算法求解,有望应用在数据搜索、模式识别等领域。

这种新型可编程的光量子芯片,在外界看来,光量子芯片的出现是绕开光刻机的办法之一。此外,光量子芯片的研发主导团队是国防科技大学计算机学院QUANTA团队联合军事科学院、中山大学等国内外大型科研单位。

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这种芯片采用硅基集成光学技术,通过微纳加工工艺在单个芯片上集成大量光量子器件,对实现量子信息的编码和量子算法的映射,具有高集成度、高稳定性、高精确度等优势。更重要的一点就是,这种新型光量子芯片虽然也是采用微纳加工工艺,但主要是在单个芯片上集成大量光量子器件,由于生产原理上的不同,所以可以绕开光刻机的限制。

一旦量子芯片成功实现了商用,那么诸如7nm、5nm等制程工艺的研究就基本上是失去原有的意义,芯片制造领域也将会因此迈进一个新的里程,而过去让无数芯片制造企业趋之若鹜的高端光刻机也基本上会被扫进历史堆里,中国也会因此在芯片制造上也将告别过去被卡脖子的境况。

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这项技术的发现的确是让荷兰ASML始料未及,毕竟荷兰ASML自己也发现了问题,要知道现在的芯片的精度就是最小的晶体管的直径,采用了半导体技术和光刻机之后,就可以把一个晶体管的径长降低到5纳米之内,从而大大增加集成度,达成了更丰富的功能。可是理论上来说,采用激光刻录的芯片,最小的径长取决于原子的直径,就是采用一个原子来做晶体管的时候,它的径长,决定了芯片的极限精度。

那么这个精度需要是多少呢?台积电公布数据大约是0.1nm!氢原子大小的极限芯片,就是光刻机的物理极限。先不说光刻机的波长问题,学过器件的人就知道,稳定、性能可控的界面态需要十个~数十个原子排排坐,从这个角度来说,传统的硅平面器件已经到了天花板地步。

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因此,随着摩尔定律的逐步失效,单个处理芯片上晶体管数量的增加已经接近物理的极限,大数据时代对计算系统功耗和速度要求的却不断提高。在这种情况下,戈登分子发现的“规律性”就极大可能无法持续,除非有技术创新。

而这项技术创新的方向之一就是中科院发现的光量子芯片,即就是用光量子代替传统集成电路芯片中的电子器件来传输数据信号和进行计算。

也就是说,“光代替电”,“光量子处理芯片”用来代替传统的集成电路芯片处理芯片。不同于现有的集成电路芯片处理芯片,许多微电子电子器件(晶体管、电阻、电容等)必须放在塑料底座上才能生产集成电路芯片。

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硅光量子处理芯片由硅制成。利用硅强大的光路由器工作能力,根据释放的工作电压创建连续的激光驱动硅光量子组件,完成光信息含量的传输和计算。而且“以光代电”还有三个明显的优势。

第一,光的网络带宽远大于电子设备;第二,与电相比,光不易受影响;第三,光本身可以做一些计算。如此这般,光量子处理芯片就有可能大大提高处理芯片的特性,使摩尔定律得以持续。

正是基于这样一种现实情况,荷兰ASML也开始有所考虑,如果想要维持自己在芯片领域的霸主地位,那么就需要不断地推成出新才可以,而中科院目前发现的光量子芯片则能够很好的帮助到他们,于是出于这样一种考虑,荷兰才敢解除对中国的光刻机禁令,以此来缓和与中国的关系。

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要知道国与国之间“利益”是最重要的,如果没有中科院的这项重大发现,荷兰恐怕是根本不会向中国出售光刻机的,从这就能看出,中国要想走向强大,就必须依靠自己的努力,扎扎实实发展自己,只有自己强大了才能解除别国的封锁。

出处:头条号 @人文科普室

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