8月24日科技区角x-techcon网站专题，作为国内最大芯片制造商，中芯国际的工程师们正夜以继日地扩大14nm甚至是7nm的产能，虽然和台积电等国际领先制造商在工艺上还存在几个代差，但对于一家已被美国列入黑名单五年的企业而言，能实现如此先进制程的量产已是一项重大突破。 但中芯国际的使命不止于芯片制造本身。作为国家高端制造的代表企业，公司致力于完全使用国产设备生产芯片，这一目标明确写入"十四五"规划的经济蓝图中，另外以长鑫存储和长江存储为代表的国产芯片厂商，已在蚀刻、测量、沉积、化学抛光等多个环节成功替换进口设备。 然而光刻技术仍是难以逾越的障碍。这种将芯片设计图投射到晶圆上的工艺对高端芯片制程至关重要，而全球仅荷兰ASML及日本佳能、尼康三家企业能生产相关设备。根据SEMI数据显示，光刻设备的投入占全球芯片制造设备整体支出的25%。 对中国产业而言，光刻技术目前仍是科技自主征程中难以弥合的鸿沟。一位服务于中国主要芯片制造商的供应链高管坦言，"多数产线仍在使用ASML或尼康设备，即便只是它们的旧款机型。" 作为全球市值最高的芯片设备制造商，荷兰ASML不仅是浸没式深紫外光刻（DUV）技术的领导者，该技术应用于从智能手机到汽车再到国防设备的芯片制造，更是极紫外光刻（EUV）设备的独家供应商。台积电、三星和英特尔等芯片巨头正是依靠EUV设备生产全球最先进的处理器和存储芯片。 在荷兰费尔德霍芬总部，ASML的工程师们正为更先进的设备做最后调试。这款被称为高数值孔径EUV的光刻机，预计将支撑半导体制造行业到2030年左右，设备单价高达3.5亿美元，现已发往台积电和英特尔进行实地测试，这也标志着半导体制造设备价格将再创新高。其技术突破在于将数值孔径从现有0.33提升至0.55，使单次曝光分辨率达到8纳米级别，晶体管密度提升2-3倍，同时将3纳米芯片制造成本降低15%。值得注意的是，该设备的光学系统由德国蔡司研制的曲面反射镜组构成，物镜直径超过1米。 芯片制造的前沿核心 ASML的高数值孔径极紫外光刻机重达15万公斤，尺寸为长14米、高4米、宽4米，由数百万个组件构成。行业消息人士称其为人类有史以来最复杂的机器之一。 在光源部分，极紫外光由高功率激光每秒撞击5万个微小锡滴产生。这种光被用于在晶圆上打印芯片的具体特征。 核心部件供应商：德国通快集团TRUMPF为ASML EUV光刻机提供高功率二氧化碳激光器（Drive Laser）；而美国赛默飞Cymer公司作为ASML子公司负责EUV光源系统。 两者构成EUV光刻机的核心光源供应链，其中通快的激光器用于轰击锡滴产生等离子体，Cymer则负责收集并调控13.5nm波长的极紫外光。 掩模版处理装置固定着包含待打印至晶圆图案的掩模，即光罩。光罩以极高的加速度移动，这种速度是实现每小时生产更多芯片的关键。 核心部件供应商：ASML位于美国康涅狄格州团队，ASML在该州威尔顿设有核心制造基地，负责生产极紫外光刻机的精密光学模块和校准系统。该团队属于ASML全球供应链的关键环节，而非外部供应商。 而关于晶圆处理器方面，精密机械臂以高定位精度运行并保持恒温环境，负责将晶圆在系统性的真空环境内外进行传输。 核心部件供应商：VDL ，荷兰VDL公司 是 ASML 的主要供应商，专注于工业设备、半成品及终端产品的研发与生产，尤其在半导体领域拥有数十年的专业积累。其核心业务包括超高真空技术、精密定位、薄膜沉积及硅晶片处理等。 晶圆台则以低于一纳米的精度（约四个硅原子直径）定位晶圆进行每次曝光，每秒检测并调整20,000次。 核心部件供应商：VDL ，同上。 照明系统与投影光学系统协同工作，在高真空环境中收集并塑形极紫外光，因为极紫外光会被包括空气在内的所有物质吸收，而投影镜是已知人类能制造出的最光滑表面之一。 核心部件供应商：卡尔蔡司，作为ASML光刻机透镜、反射镜、照明器等关键光学部件的全球唯一供应商，2022-2024年累计为ASML提供价值99.7亿欧元的光学组件。 ASML技术执行副总裁乔斯·本斯霍普将极紫外（EUV）光刻机的研发称为该公司面临的最艰巨挑战。 由于极紫外光刻机的光源波长仅为13.5纳米，其必须进行完全重新设计。通常来说，光波长越短，可打印的芯片设计电路图案就越精细。 将极紫外概念转化为商业现实耗时超过20年。尽管首台样机于2006年交付客户，但直到2019年台积电和三星才开始用其生产全球最先进的芯片。 而研发该技术的下一代产品，高数值孔径极紫外同样复杂。例如，仅重新设计用于塑形和聚焦光线、将芯片设计投射到晶圆上的核心部件，像投影光学系统和照明系统等，就耗时超过八年。 设备名称中的“NA”代表数值孔径，即光学系统收集和聚焦光线的能力指标。数值孔径是决定芯片电路图案可印刷精细程度的关键因素。简而言之，数值孔径越高，设备可印刷的芯片特征尺寸就越小。 ASML供应商卡尔·蔡司表示，高数值孔径极紫外光刻机的光学系统包含约6.5万个部件，生产周期达一年。开发该系统耗时超1000万个工作日，作为核心供应商卡尔蔡司已与ASML进行了25年的合作。 这些设备的极端复杂性是ASML最强大的竞争优势之一。 富士康董事、台积电前研发主管蒋尚义将光刻称为“芯片制造中最复杂且资源密集的环节”，并表示光刻机的制造难度高于其他芯片设备。 他表示：“ASML的独占性，尤其是在极紫外设备领域，甚至超过全球顶级芯片制造商台积电在制造尖端芯片方面的独占性。其成功不仅源于自身技术开发，还得益于与蔡司、赛默飞等顶尖供应商的独家合作。” ASML于2013年收购赛默飞，并于2016年收购了蔡司旗下制造先进光学元件的子公司卡尔·蔡司SMT近25%的股权。 ASML公司自身也承认，其光刻帝国不仅建立在自身技术积累之上，更依赖于数千家供应商的协同支持。 "这是庞大的技术积累，不同团队负责设备不同模块的开发，"ASML首席执行官克里斯托夫·富凯坦言，"例如光源系统工程师与光学系统工程师往往完全不了解彼此领域的技术细节，因为这些属于完全不同的技术领域。" 他将整个开发过程描述为"整合海量知识的系统工程，任何企业想要在短短几年内复制EUV光刻机都极其困难。" 德国弗劳恩霍夫研究所计算光刻与光学部主任安德烈亚斯·厄德曼指出，这种复杂性对新进入者构成天然壁垒："光刻机制造不仅需要顶尖光学技术，更需要机械、电子、化学、数学和计算技术的深度融合，所有子系统必须完美协同。这正是全球仅有极少数企业能参与竞争的根本原因。" 这种"技术孤岛"特性却使ASML陷入美中科技博弈的夹缝。美国政府持续升级出口管制，施压荷兰政府限制ASML对华先进设备出口。最新禁令明确禁止未经许可向中国出售任何浸没式DUV光刻机及更高端系统。 在地缘政治压力下，ASML美股过去一年跌幅超过20%，叠加宏观经济波动与供应链不确定性形成多重冲击。"ASML因其市场垄断地位成为美国重点打压对象，"一位熟悉美荷出口管制谈判的荷兰外交官透露。 2019年ASML向中芯国际交付首台EUV光刻机的计划就因美国施压而中止，对华光刻机出口限制有效延缓了我国先进制程研发进程。
