#11月财经新势力#

说到国产光刻机，可能很多人都不知道它也有过一段辉煌历史。曾经由清华大学精密仪器系研发出的分步投影光刻机，不仅在国内引发了轰动，还引来了国外学界的广泛关注。然而在若干年后的今天，我国的光刻机却迟迟难以实现技术突破。昔日的辉煌为何会一步步消失？国产光刻机到底经历了什么？

实际上，我国的光刻机起步不算太晚。1961年美国制造出第一台接触式光刻机之后，我国的中科院研究所也开始研发光刻机，这起码说明了我国对这方面的重视程度还是比较高的。之后，随着半导体市场的快速发展，光刻机的需求也不断上涨。虽然我们在这个领域并不领先，但在那之后很长的一段时间里，我国都一直在跟着时代的步伐研究光刻机。

或许是看到了我们的努力，有的国家害怕我国在这方面实现技术突破，所以在1952年的时候，巴黎统筹委员会把中国列为了输出管制国家，并且明令禁止向我国出口先进工业产品与技术，投影光刻机作为公认的尖端产品也出现在了列表当中。可能在他们看来，一个经济相对落后、工业基础相对薄弱的国家，一旦被技术封锁之后就很难有所成就。但他们远远低估了我们的决心，也低估了我们的实力。

1971年，在江西的徐端颐接到了一个来自北京的电话，这是清华大学精密仪器系打给他的，电话的内容是通知他回北京负责新一代光刻机的研发。电话挂断以后，徐教授马不停蹄地返回了北京，当时清华大学已经为他配备好了数百人的研发团队。虽然队伍很庞大，但是这里面没有一个人搞过光刻机研究。他们有的搞过精密机械加工，有的以前是钳工，还有的是搞计算机控制的技术人员。喊他们来搞光刻机研发，也是出于无奈，因为那个时候国内很少有人从事相关领域的研究。

团队成立以后，他们既没有资料，也没有技术，只能靠自己的摸索，有的人还得边干边学，没日没夜的加班。由于巴统禁令的原因，有的资料查都查不到，当时徐端颐翻遍了清华图书馆所有的资料和图书，最后都没有找到一份跟光刻机相关的外文资料。再苦再难他们都坚持了下来，因为落后就要挨打这句话已经深深地刻在了那一代人的记忆里，他们不愿意未来继续受限于人。

好在后来，徐端颐和他的团队实现了从零到一、从无到有的突破，中国第一台光刻机终于诞生了。

与此同时，另外一个来自中科院1445所的团队也在致力于光刻机的研发。不过他们的经验更加丰富，所以研发的光刻机也更具有挑战性，他们的目标是攻克接触式自动光刻机的技术难题。功夫不负有心人，1977年，中科院的这个研究团队成功研发出了新中国第一台自动光刻机GK-3。

得知这个消息的徐端颐既喜悦又感受到了挑战，让他感到开心的是这项成果意味着我国在光刻机领域又向前迈了一大步，但相比于国际水平我们的技术还是有些落后。中科院研发出的这台接触式自动光刻机仍属于最基础的第一代机器，这种机器早就已经被一些国家淘汰了，因为它加工的方式很容易造成污染、加工过程中所使用的模具重复利用率极低，所以当时很多国家淘汰掉了这种机器，选择了污染较低，而且重复利用率高的第二代接近式光刻机。我国当时的技术与这个水平相比，起码相差了20年。这一年，国内学界召开了一场光刻机技术座谈会，在这场会议当中，不少代表提出我们必须要提高光刻机技术，让中国半导体赶超世界先进水平。

为此徐端颐决定重返实验室，继续光刻机的研发工作。尽管当时国际上的主流依旧是接近式光刻机，但是他并没有把第二代光刻机当成自己的研发目标，而是选择了技术难度更高的第三代投影式光刻机。之所以做出这样的决定，一方面是因为他想让中国赶超世界先进水平，另一方面是因为第三代光刻机的技术路线能够将芯片良品率从10%直接提升到70%，与此同时，

机器刻度也将由原来的微米提升至纳米级别。就当时的情况而言，这代光刻机技术是非常先进的。不过整整两代的技术差异，徐端颐需要花费多少时间、付出多少精力才能填平这其中的鸿沟呢？答案是：三年，这是一个在当时听起来不可能的数字，但是徐端颐把它变成了现实。

这次他又一头扎进了实验室，同样地，还是没有过多的资料给他参考，一切都得靠自己摸索。人的潜力往往是在最困难的时候被激发出来的，绝境之中，徐端颐做出了太多看起来不可能的成果，包括1980年研发出的中国第一台投影光刻机。要知道，美国专门研究光学设备的珀金埃尔默花了整整七年的时间才攻克这一代光刻机的技术难题，而徐端颐只花了三年的时间。

第三代光刻机的诞生，为后续研究奠定了坚实的基础，同时也为该领域的研究提供了更多的可能。1985年，中科院45所在徐端颐成果的基础之上进行了深入研究，最终成功研发出了分步投影式光刻机。这项技术已经达到了美国GCA公司1978年推出的光刻机水平。毫不夸张的说，当时中国的光刻机技术已经跟日韩处于同一水平线了，那应该是国产光刻机行业最为辉煌的一段时间。

后来，当中国研发出的最新一代投影式光刻机出现在北京工业技术成就展会上，国内众多学者为之震撼，国外的光刻机专家则感到不可思议，他们甚至不敢相信自己的眼睛。谁能想到，一个经济技术都相对落后的国家，竟然只用了三年的时间就缩小了整整20年的技术差异。怀疑和震惊过后，那些国外专家意识到继续对中国进行技术封锁已经没有意义了。所以在这场展会结束之后，巴统就对外宣布解除对我们的禁令。

但禁令的解除仅仅只是因为继续封锁下去没有意义吗？几年前全球光刻机龙头企业ASML的首席执行官彼得·温宁克的一番话似乎已经告诉了我们答案。他表示，如果不把光刻机卖给中国，那么在五年之内他们肯定会在技术上实现突破，那15年之后，ASML公司在全球光刻机领域恐怕都将会失去话语权。言外之意就是把东西卖给我们，好让我们放弃自主研发，虽然目前还不确定我们能否做到这一点，但可以肯定的是有人不想看到我们实现技术突破，当时巴统解除禁令的真正目的不言而喻。看到这里可能不少人想吐槽，这些人未免也太可恶了，那我们肯定不能让他们得逞啊。但1991年之后发生的事情，可能要让很多人感到失望了。

随着禁令解除，那些拥有先进技术的国家都可以向中国出售光刻机了，本来国内一些厂商都跟清华签下了订单，但是在得知这个消息之后，他们一个个地把订单取消了，转身就去找日韩和美国厂商合作了。当时一种造不如买、买不如租的思潮在国内蔓延，这让很多研发项目停下了脚步，大家开始去买国外现成的东西。就比如在1986年，本来电子工业部经过研讨之后提出了一个非常不错的研发方案，那就是要在5微米技术的基础之上展开研究，最后实现3微米以及1微米技术。但因为受到了这种思潮的影响，最后研发进程被迫喊停，什么3微米1微米，全都从国外买回来直接用。

可能有人要问了，那像徐端颐这种执着于搞研究的人，难道也随大流了吗？他那段时间的经历其实可以用一句话来形容：远去英雄不自由。他倒是想继续下去，但大家把订单都取消了，哪来的收入？本来国产光刻机就没什么市场，如此一来处境更尴尬了。而且当时恰好赶上了政策变化，基本投资建设资金由原来的政府拨款变成了企业自己向贷款，这意味着他们失去了国家的经费支持。虽说徐端颐团队还有去银行贷款的机会，但实际上留给光刻机研发的融资空间极为有限，说没有空间也不过分。

当时徐端颐就处于产品卖不出去，满市场也找不到钱的状态。这种情况下，再多智的英雄也壮志难筹，所以最后他的研究项目就不了了之了。除了徐端颐之外，很多搞光刻机的科研工作者都被迫改行，就连曾经写过《光刻掩模板的制造》的武汉无线电元件三厂都已经改行卖副食品了。徐端颐经历了这件事之后换个了赛道，开始搞光盘技术，在他后来发表的论文当中再也看不到光刻机这三个字了。总之，当时国内光刻机研究项目大面积“停工”，似乎已经没几人再去关注这件事了。

众所周知，芯片产业的发展日新月异，光刻机作为芯片生产的重要工业设备更新换代的速度更是如此。一旦停止研究，那差距很快就会被拉开。后来发生的事情相信大家或多或少都有了解过。一边是西方国家快速发展的芯片产业，另一边是我们对其技术的高度依赖。那些国外厂商一看我们的光刻机技术被落下了，态度竟然高傲了起来。直到2002年，我们才意识到问题的严重性，恍然发现这么下去是不行的，于是高层把光刻机列入了863重大科技攻关计划中，并且喊出了砸锅卖铁也要造芯片的口号。

为此，还特意派了以荷荣明为代表的一批人到荷兰ASML公司考察。当时荷荣明的目标很明确，那就是跟ASML公司合作，向他们学习一下光刻机技术。但他一开口就遭到了冷水，当时荷荣明表达了自己的意思之后，ASML公司的工程师直接拿出了一张光刻机设计图给他们看。这可不是要给他们传授技术，而是一种变相的羞辱。这个工程师指着这张纸直接说“别说学习了，就算我把纸给你你都不一定能造出来”。荷荣明听到这话当然生气了，但他说的也不是完全没有道理。

这次打击之后，很快就有了新的打击。后来以美国为首的西方国家搞出了一个瓦森纳协定，相关协议中规定对中国出口的光刻机、半导体等设备都采取n-2原则，就是要给我们提供比最先进技术落后两代的产品。事情都已经发展到这种地步了，再不开始研发就真的来不及了。后来上海微电子接到了研发任务：完成100nm以下光刻机的研究。2007年上海微电子不负众望地完成了任务，但同时也有一个坏消息，那就是光刻机的关键元器件无法用国产替代，所以这款机器无法实现量产。

2008年，我们再接再厉，又成立了极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项，该项目的主要目标是攻克45-22纳米关键制造设备，并且计划在2030年让EUV光刻机实现国产化制造。2016年，上海微电子再次实现重大突破，90nm光刻机终于能量产了。此后几年的时间里形势不断向好，清华大学还研发出了光刻机双工作台系统样机。2017年，极紫外光刻关键技术成功通过了验收。2020年，上海微电子发公告称将会在2021到2022年完成第一套28nm工艺国产光刻机的交付。尽管这跟7nm、5nm之间还存在着一定的差距，但我们跟世界先进水平的差距已经被缩小了。现如今无论是国家还是企业都在不断发力，希望我们早日摆脱这个困境，早点实现芯片自由。