日本企業(yè)通過逆向工程掌握了光刻機(jī)技術(shù)，如今的企業(yè)能否再次通過該方法，制造出自研的光刻機(jī)？

散英魂寄千萬雄鷹翱翔神州，

盡智魄載十億慧芯呼喚華夏。

01

前沿導(dǎo)讀

據(jù)鈦媒體發(fā)布的新聞報道指出，某企業(yè)試圖通過逆向拆解的方法，來獲取ASML DUV光刻機(jī)的制造技術(shù)，但因操作失誤導(dǎo)致設(shè)備損壞，只能求助于ASML官方進(jìn)行技術(shù)修復(fù)。盡管該事件的細(xì)節(jié)并未公布出來，但是結(jié)合當(dāng)下國產(chǎn)設(shè)備的發(fā)展情況，也給相關(guān)企業(yè)提了一個醒。

02

逆向工程

逆向工程一直都是獲取工業(yè)技術(shù)的一種手段，該方法在某些條件下可以讓發(fā)展中國家快速跟上發(fā)達(dá)國家的腳步。

1908年，美國福特公司發(fā)明了T型車，開創(chuàng)了汽車流水線制造的先河，帶領(lǐng)美國進(jìn)入全民汽車工業(yè)化時代。而到了20世紀(jì)中期，日本就通過對福特汽車進(jìn)行拆解，推導(dǎo)出其大規(guī)模流水線制造的技術(shù)，從而讓日本的汽車工業(yè)體系迎來跨越式升級。

但是到了21世紀(jì)，集成電路技術(shù)愈發(fā)的成熟，基本上所有大型工業(yè)設(shè)備的內(nèi)部都有各項傳感器以及移動定位系統(tǒng)。一旦設(shè)備出現(xiàn)故障，總部可以在極短的時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)異常，這種融合了芯片技術(shù)的工業(yè)設(shè)備，也讓逆向工程變得越來越困難，甚至是無從下手。

對于光刻機(jī)這種設(shè)備來說，早期的光刻機(jī)并沒有太過于先進(jìn)，可以通過逆向工程的方法掌握其核心制造技術(shù)。

1961年，美國GCA（地球物理學(xué)公司）制造出了第一臺重復(fù)曝光的光刻機(jī)。依靠著手動的“微米輪”技術(shù)，該光刻機(jī)可以實現(xiàn)1微米的定位精度，遠(yuǎn)超過當(dāng)時市面上的其他產(chǎn)品。GCA也依靠著該產(chǎn)品，在20世紀(jì)60年代占據(jù)了全球60%以上的市場份額。

荷蘭ASML的母公司飛利浦，花費了3萬美元的價格，從GCA采購了一臺重復(fù)曝光光刻機(jī)，開始以該產(chǎn)品為藍(lán)本，研發(fā)自己的光刻機(jī)設(shè)備。

1974年，美國珀金埃爾默科學(xué)儀器公司制造了第一臺投影式光刻機(jī)。該設(shè)備不但大幅度提升了制造產(chǎn)品的良品率，而且還大幅度降低了采購掩膜的費用。

英特爾紅遍世界的8086型號CPU，就是采用珀金埃爾默的光刻機(jī)制造出來的。珀金埃爾默公司的光刻機(jī)，在20世紀(jì)70年代占據(jù)了全球90%的市場份額。

為應(yīng)對珀金埃爾默公司的競爭，GCA公司又在1978年制造了全球第一臺自動化步進(jìn)投影式光刻機(jī)（DSW 4800）。該設(shè)備售價45萬美元，開創(chuàng)了光刻機(jī)自動化制造芯片的技術(shù)先河，我們現(xiàn)在所熟知的DUV光刻機(jī)、EUV光刻機(jī)都屬于這種類型。

GCA公司不生產(chǎn)鏡頭，都是從美國博士倫公司定制的鏡頭組件。但博士倫的鏡頭在后來無法滿足光刻機(jī)的制造要求，于是GCA將目光轉(zhuǎn)向日本的尼康公司。

尼康有著50多年的鏡頭制造技術(shù)，可以滿足GCA的技術(shù)要求，于是便與GCA合作，給美國企業(yè)提供光刻機(jī)鏡頭。

隨著日本企業(yè)在半導(dǎo)體領(lǐng)域的爆發(fā)，GCA公司的CEO格林伯格決定放棄尼康，買下了特羅佩爾公司，準(zhǔn)備開發(fā)純美國技術(shù)的光刻機(jī)設(shè)備。但特羅佩爾無法制造出合格的鏡頭，GCA與特羅佩爾的技術(shù)競爭力開始持續(xù)下降。

GCA又將目光轉(zhuǎn)向蔡司，但當(dāng)時的蔡司正處于低谷時期，GCA因此在光刻機(jī)的競爭當(dāng)中一落千丈。

GCA將尼康踢出供應(yīng)鏈，讓尼康大為惱火。

與此同時，日本政府推出超大規(guī)模集成電路計劃，尼康和佳能受政府委托，開始制造日本的光刻機(jī)產(chǎn)品。

尼康通過第三方企業(yè)，從GCA手中采購了自動步進(jìn)式光刻機(jī)，通過逆向工程將其拆解分析，掌握了制造光刻機(jī)的整個技術(shù)流程。再加上尼康本身就生產(chǎn)鏡頭，有著極高的光學(xué)素質(zhì)，可以為自研光刻機(jī)提供鏡頭組件。

20世紀(jì)80年代，尼康制造出了首臺步進(jìn)式光刻機(jī) NSR-1010G。該設(shè)備比GCA的光刻機(jī)更加先進(jìn)，效率更高。

1982年，尼康對美國的光刻機(jī)廠商貼臉開大，直接在美國硅谷建設(shè)工廠，將GCA手里的客戶一個個全部搶奪了過來。GCA就這樣被尼康踩在腳下，再也爬不起來。

而美國的珀金埃爾默公司，也在1990年被美國硅谷集團(tuán)收購后逐步走向下坡路。

ASML在這個時期快速發(fā)展，依靠PAS 5500光刻機(jī)成功打開了國際市場，并且該型號的光刻機(jī)一直到34年后的現(xiàn)在，依然還在正常工作。從1995年至2000年，ASML的營收從4.46億歐元暴增至21.6億歐元，復(fù)合年增長率高達(dá)36.5%。

1997年，ASML通過股權(quán)轉(zhuǎn)讓的方式引進(jìn)德國蔡司的半導(dǎo)體部門，深化供應(yīng)鏈關(guān)系，蔡司也因此成為了ASML獨家鏡頭供應(yīng)商。

2001年，在美國政府的允許下，ASML收購了美國硅谷集團(tuán)，將美國的光刻機(jī)技術(shù)納入麾下，美國徹底退出了光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)的競爭。

03

技術(shù)攻堅

根據(jù)ASML官方以及蔡司半導(dǎo)體部門的技術(shù)資料顯示，ASML的光刻機(jī)供應(yīng)商多達(dá)5000家以上，其零部件高達(dá)幾十萬個。蔡司是EUV光刻機(jī)的唯一供應(yīng)商，拿下了1500項以上的相關(guān)技術(shù)專利。

并且ASML有10000名對接全球客戶的工程師群體，這些工程師的作用就是保證產(chǎn)品的正常運行，一旦設(shè)備出現(xiàn)問題，相應(yīng)地區(qū)的團(tuán)隊將會在極短的時間內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程或者是線下的售后服務(wù)。

ASML光刻機(jī)內(nèi)部還有嵌入式的性能監(jiān)測軟件，實時對光刻機(jī)的各項功能進(jìn)行掃描，確保產(chǎn)品無異常或者是提前發(fā)現(xiàn)隱患。

想要通過逆向拆解的手段來獲取先進(jìn)光刻機(jī)的制造技術(shù)，在當(dāng)下來說已經(jīng)是不可能的事情了，想要掌握光刻機(jī)的制造技術(shù)，只有自主研發(fā)這一條路。

參考資料： Customer support | ASML - Supplying the semiconductor industry 24/7 https://www.asml.com/en/products/customer-support

根據(jù)慧博智能投研機(jī)構(gòu)整理的報告顯示，中國自主的光刻機(jī)技術(shù)依然處于厚積薄發(fā)的狀態(tài)，在工作臺、光源、鏡頭這三個技術(shù)環(huán)節(jié)需要持續(xù)優(yōu)化。

ASML的光刻機(jī)是集全球頂級資源于一體的集大成者，而中國企業(yè)被美國封鎖了國際供應(yīng)鏈，這些國際資源無法有效的與中國企業(yè)建立合作，中國的國產(chǎn)光刻機(jī)只能走本土化供應(yīng)模式。

更令產(chǎn)業(yè)擔(dān)憂的是，由于國產(chǎn)設(shè)備需要與供應(yīng)鏈技術(shù)磨合，導(dǎo)致短時間內(nèi)無法解決產(chǎn)能、良品率等問題，市場化階段會較為困難。

并且現(xiàn)階段中國的芯片制造還是以ASML的設(shè)備為主，ASML的DUV光刻機(jī)在技術(shù)成熟度、產(chǎn)能、價格、良品率等多個方面具有優(yōu)勢。

盲目的采用國產(chǎn)設(shè)備替換掉成熟的進(jìn)口設(shè)備，這對于整個產(chǎn)業(yè)鏈的經(jīng)濟(jì)來說都有著不小的沖擊，在沒有絕對的把握之前，使用進(jìn)口設(shè)備依然是企業(yè)在商業(yè)領(lǐng)域的首選方案。

而國產(chǎn)設(shè)備需要在特定的生產(chǎn)線上面不斷磨合，持續(xù)進(jìn)行優(yōu)化進(jìn)步，在設(shè)備效率達(dá)到一個理想的水平之后，再進(jìn)入市場化階段去替換進(jìn)口設(shè)備。

參考資料： 光刻機(jī)拆解：逆向工程思維應(yīng)休矣，自主創(chuàng)新需夯實-鈦媒體官方網(wǎng)站 https://www.tmtpost.com/7743222.html

往期經(jīng)典回顧：50萬+閱讀量

往期經(jīng)典回顧：100萬+閱讀量