同時(shí)，從去年開始，社會(huì)各路資本流入國(guó)內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)的資金不在少數(shù)，據(jù)云岫資本統(tǒng)計(jì)，2020年半導(dǎo)體行業(yè)一級(jí)市場(chǎng)的投資金額超過(guò)1400億元人民幣，相比2019年約300億人民幣的投資額，增長(zhǎng)近4倍，這也是中國(guó)半導(dǎo)體一級(jí)市場(chǎng)有史以來(lái)投資額最多的一年。

而在這中間，最受人們關(guān)注的投資動(dòng)向和科研突破進(jìn)展當(dāng)屬光刻機(jī)領(lǐng)域。

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為光刻機(jī)行業(yè)的巨人ASML公司撰寫傳記的荷蘭作家瑞尼·雷吉梅克曾這樣形容光刻機(jī)，一臺(tái)只要運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)就能7x24小時(shí)印錢的機(jī)器。

從它的工藝流程來(lái)說(shuō)，把它喻為人類頂尖工業(yè)皇冠上的又一明珠絲毫不過(guò)。而更重要的，是在中國(guó)的本土語(yǔ)境下，光刻機(jī)為公眾所知更多是因?yàn)椋侵袊?guó)芯片產(chǎn)業(yè)遭國(guó)外技術(shù)設(shè)備“卡脖”的關(guān)鍵。

這使得人們都會(huì)垂涎光刻機(jī)創(chuàng)造的利潤(rùn)，但巨大的技術(shù)門檻，也使得沒(méi)有哪個(gè)商人會(huì)貿(mào)然進(jìn)入這個(gè)行業(yè)——在去年這1400億的投資金額中，實(shí)際流入半導(dǎo)體設(shè)備和材料的資金加起來(lái)并未超過(guò)20%，若僅看光刻機(jī)所屬的半導(dǎo)體設(shè)備領(lǐng)域，占比則更低，近70%的社會(huì)資金流入的仍是IC設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

不過(guò)這也在發(fā)生變化。

近日，一項(xiàng)圍繞國(guó)產(chǎn)光刻設(shè)備“卡脖”攻防的消息吸引了長(zhǎng)期關(guān)注芯片產(chǎn)業(yè)的人士，華為哈勃投資了中科院旗下的北京科益虹源光電技術(shù)有限公司。其中焦點(diǎn)就在于投資主體和被投資主體，其身份都具有一定特殊性。

華為不需要額外介紹，在歷經(jīng)2018年美國(guó)針對(duì)華為的系列禁令后，2019年4月，華為打破任正非定下的“不投供應(yīng)商”的原則，7億人民幣在深圳注冊(cè)了哈勃科技投資有限公司，開始有規(guī)律的在半導(dǎo)體領(lǐng)域進(jìn)行投資布局。

科益虹源則是華為海思打破“卡脖”的重要一環(huán)?？埔婧缭催@家公司來(lái)頭可不簡(jiǎn)單，它是北京國(guó)資委旗下的企業(yè)，在2016年7月，由中國(guó)科學(xué)院光電院、中國(guó)科學(xué)院微電子研究所、北京亦莊國(guó)際投資有限公司、中科院國(guó)有資產(chǎn)經(jīng)營(yíng)有限公司共同投資創(chuàng)立。其關(guān)鍵在于，科益虹源是中國(guó)唯一、世界第三具備高端準(zhǔn)分子激光技術(shù)的公司。

高端準(zhǔn)分子激光器是生產(chǎn)光刻機(jī)所需的核心器件，華為投資科益虹源，可謂是在海思麒麟被“卡脖”的關(guān)鍵技術(shù)上進(jìn)行投資?？上攵@類投資的門檻也相對(duì)較高，科益虹源不會(huì)輕易接受社會(huì)資本的注入，更重要的是，科益虹源是負(fù)責(zé)國(guó)家“02專項(xiàng)”研發(fā)突破的重點(diǎn)公司之一。

所謂“02專項(xiàng)”即國(guó)務(wù)院2006年發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006--2020年)》，《綱要》在高科技領(lǐng)域中劃出了16個(gè)重大專項(xiàng)，其中，有關(guān)芯片制造的“極大規(guī)模集成電路制造技術(shù)及成套工藝”項(xiàng)目排在第2位，因此行業(yè)內(nèi)將之稱為“02專項(xiàng)”，其重點(diǎn)是對(duì)22-45nm芯片制造裝備進(jìn)行研發(fā)突破。

《綱要》中的“01專項(xiàng)”——核高基專項(xiàng)，也和芯片有關(guān)，其全稱為“核心電子器件、高端通用芯片及基礎(chǔ)軟件”專項(xiàng)。可以看出，01專項(xiàng)側(cè)重于芯片設(shè)計(jì)和包括EDA在內(nèi)的軟件開發(fā)，02專項(xiàng)則偏向于半導(dǎo)體制造設(shè)備，如光刻機(jī)、刻蝕機(jī)等。在IC設(shè)計(jì)上，我國(guó)已經(jīng)誕生了華為海思、紫光展銳等較強(qiáng)的芯片設(shè)計(jì)企業(yè)，但在“02專項(xiàng)”涉及的芯片制造和材料工藝上，突破也開始出現(xiàn)。

在此次投資中，華為占科益虹源股份股4.76%，目前，科益虹源正承擔(dān)著國(guó)家“02重大專項(xiàng)浸沒(méi)光刻光源研發(fā)”、“02重大專項(xiàng)核心零部件國(guó)產(chǎn)化能力建設(shè)”以及“02重大專項(xiàng)集成電路晶圓缺陷檢測(cè)光源”等國(guó)家專項(xiàng)。

其實(shí)除了科益虹源，還有著一批國(guó)內(nèi)企業(yè)承擔(dān)著國(guó)家“02專項(xiàng)”上的研發(fā)項(xiàng)目。如，上海微電子裝備集團(tuán)負(fù)責(zé)光刻機(jī)整機(jī)；中科院長(zhǎng)春光機(jī)所、上海光機(jī)所、國(guó)科精密負(fù)責(zé)光刻機(jī)曝光光學(xué)系統(tǒng)；清華大學(xué)以及華卓精科負(fù)責(zé)雙工件臺(tái)系統(tǒng)；浙江啟爾機(jī)電負(fù)責(zé)DUV光刻機(jī)液浸系統(tǒng)等等。

近年來(lái)，承擔(dān)著國(guó)家“02專項(xiàng)”的不少企業(yè)也紛紛傳來(lái)研究成果，其中，最讓國(guó)人期待的當(dāng)屬上海微電子，有媒體曾曝出上海微電子今年年底或推出可生產(chǎn)28nm制程的DUV光刻機(jī)，28nm是芯片制程的重要節(jié)點(diǎn)。

在當(dāng)今芯片消費(fèi)市場(chǎng)，28nm節(jié)點(diǎn)及更大制程的成熟芯片仍屬市場(chǎng)需求的大頭，據(jù)IC Insights發(fā)布的《2020-2024年全球晶圓產(chǎn)能》，預(yù)計(jì)2024年時(shí)，40nm以上成熟制程的占比仍有37%之高。甚至有行業(yè)人士表示，目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)在最缺的不是28nm、14nm或是7nm工藝，而是車載電子、圖像傳感器、WiFi藍(lán)牙射頻的55nm制程芯片。

對(duì)上海微電子而言，若真能在今年年底實(shí)現(xiàn)該光刻機(jī)的突破，則意味著我國(guó)成熟制程芯片生產(chǎn)的各流程對(duì)外界的依賴程度大大減少。

“02專項(xiàng)”可以說(shuō)代表了我國(guó)芯片在自主研發(fā)上的頂尖實(shí)力，除了上海微電子外，上海光機(jī)所近日也傳來(lái)好消息。6月10日，中國(guó)科學(xué)院官網(wǎng)稱，上海光機(jī)所在計(jì)算光刻技術(shù)研究方面取得重要進(jìn)展。官網(wǎng)消息表示此類技術(shù)為計(jì)算光刻技術(shù)（Computational Lithography），即在光刻機(jī)軟硬件不變的情況下，采用數(shù)學(xué)模型和軟件算法對(duì)照明模式、掩模圖形與工藝參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，可有效提高光刻分辨率、增大工藝窗口。

固然，基于“02專項(xiàng)”，我國(guó)在光刻技術(shù)上有著不小突破，但隨著摩爾定律的運(yùn)轉(zhuǎn)，這則2006年發(fā)布的文件（其重點(diǎn)是對(duì)22-45nm芯片制造裝備進(jìn)行研發(fā)突破）顯然與最新的業(yè)界情況還有一些距離，基于此，我們也可以清楚的看到我國(guó)在光刻機(jī)研發(fā)上與國(guó)際先進(jìn)水平的差距。

光刻機(jī)是延續(xù)摩爾定律的關(guān)鍵，從光刻機(jī)的發(fā)展歷史上來(lái)看，光刻機(jī)可以說(shuō)經(jīng)歷了五代發(fā)展，每一代光刻機(jī)波長(zhǎng)的縮短從而推動(dòng)了芯片制程的逐漸變小，如今，極紫外光刻是最新一代的光刻技術(shù)，它使用的是波長(zhǎng)為13.5nm的極紫外光，目前全世界僅有荷蘭的ASML公司具備生產(chǎn)該設(shè)備的能力，每臺(tái)EUV光刻機(jī)的價(jià)格高達(dá)1.48億歐元以上，折合人民幣近12億。

這甚至還不是ASML的最新技術(shù)，目前，ASML在傳統(tǒng)EUV（Low-NA EUV）基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了突破，已實(shí)現(xiàn)了High-NA EUV光刻機(jī)的量產(chǎn)。Low-NA EUV和High-NA EUV的區(qū)別在于NA，即物鏡數(shù)值孔徑，它與光傳播介質(zhì)的折射率相關(guān)，可以簡(jiǎn)單理解為EUV接收和傳輸光的能力，NA值越高，則光的損耗越小、清晰度越高。

從前道光刻機(jī)的整體市場(chǎng)格局上來(lái)說(shuō)，99%的市場(chǎng)份額由ASML、尼康和佳能把持，其中ASML的市場(chǎng)份額更是長(zhǎng)期在60%以上。據(jù)ASML近年來(lái)的財(cái)報(bào)，占其營(yíng)收大頭的仍是采用ArF光源技術(shù)的DUV系列光刻機(jī)，EUV光刻機(jī)由于產(chǎn)能、良品率以及技術(shù)成熟度原因，每年的產(chǎn)出值仍然有限。

根據(jù)光刻機(jī)的更新迭代歷程，我們可以知道上海微電子的28納米能力的DUV，其實(shí)就是采用ArF光源技術(shù)的193nm DUV第四代光刻機(jī)，傳聞其將采用浸沒(méi)式步進(jìn)掃描。這意味著上海微電子直接跳過(guò)了中間的65nm、40nm階段，跨越了之前廠商們數(shù)年的積累。當(dāng)然，光刻機(jī)從研發(fā)、到量產(chǎn)、到實(shí)際商用再到機(jī)器7x24小時(shí)穩(wěn)定工作，其各階段仍需不少時(shí)間。

從ASML研發(fā)EUV光刻機(jī)的歷史來(lái)看，其1999年便開始了EUV的研發(fā)工作，本預(yù)計(jì)2004年就能成功推出產(chǎn)品，結(jié)果是2010年才研發(fā)除了第一款樣機(jī)，正式商用向晶圓廠們供貨則是到了2016年才實(shí)現(xiàn)，而對(duì)機(jī)器生產(chǎn)效率、良品率的提升則是研究至今。

在EUV光刻機(jī)這20年的研發(fā)及完善過(guò)程中，不止ASML一家在投入，從產(chǎn)業(yè)界的英特爾、臺(tái)積電、三星，再到學(xué)界享有盛譽(yù)的美國(guó)三大國(guó)家實(shí)驗(yàn)室：勞倫斯利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室，勞倫斯伯克利實(shí)驗(yàn)室和桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等，足以證明前沿技術(shù)的研發(fā)不是一日之功，而且還需要整個(gè)業(yè)界甚至國(guó)家機(jī)器的力量。

可喜的是，我國(guó)很早就有這方面的資金、政策扶持，乃至到現(xiàn)在的社會(huì)資本踴躍參與，以及制造了更多的調(diào)控措施空間。對(duì)于光刻機(jī)，完全不需要妄自菲薄，這些默默進(jìn)行中的技術(shù)突破都是令人期待的進(jìn)展，現(xiàn)在需要的是更多的耐心。