《日本的膠,中國的土,逆向工程的euv》 這幾天,關於中國的曼哈頓計劃 — 逆向工程asml的光刻機,討論熱度不小。大家也很興奮,畢竟是一個重大突破。 但如果從工程技術角度,摒除意識形態,仔細扒一扒,就會發現,事實和理想還有差距,而且不小。 因為如果把問題真正拆到工程層面,會發現決定一條技術路線能不能長期跑下去的,往往不是最熱的媒體熱點,而是一些看起來不起眼的細節。 本文暫不討論逆向光刻機的進展等細節,僅討論一下最近另外一條不那麼起眼的新聞:日本對華(限)斷供光刻膠 在先進製程中,光刻膠決定的是工藝窗口有多寬、隨機缺陷能不能被壓住、良率的尾部會不會失控。 換句話說,有euv,但沒有光刻膠,也無法讓先進製程的良率上去,沒有良率,成本就下不了,成本下不來,就沒有訂單,至少沒有國際訂單。 這也是為什麼,卡光刻膠往往比卡設備更隱蔽,但在工程上更致命。 沒有多少民科瞭解日本光刻膠的難度,習慣性的認為只是一個光刻過程中的耗材。但現實要複雜的多。 日本高端光刻膠非常難以復刻,因為這不僅關係到某些化學結構,更重要的是取決於整套生產與控制過程,線性的,無法快速迭代的,生產與控制過程。 從超高純原料控制、聚合反應路徑選擇、分子量分佈管理,到雜質統計、批次一致性、長期老化行為,這是一套高度工程化、長期演化的體系。 它是靠幾十年的失敗樣本慢慢堆出來的。 累積成大量的專利,但更重要的是,很多關鍵判斷,寫不進論文,也很難完整寫進專利。 它們存在於工程師對“這批料能不能上產線”的直覺裡,存在於生產線對異常的經驗判斷中,存在於企業數十年的工藝參數和失敗數據中,存在於對流程和控制日積月累的改善當中。 這就是“日本的膠”的真正含義。 不是一瓶產品,而是一整套長期運行的材料工業能力。 中國在這方面有一個非常有意思、但經常被忽略的參照: 重稀土的提煉處理能力。 這其中,真正難以複製的,不是資源本身,而是把複雜礦物分離、提純、穩定到工程可用狀態的工藝體系。 這是經過千萬次失敗反覆試錯的過程,中間要消耗大量資源,產生大量汙染。 歐美並不是沒有稀土資源,但真正難的是把“土”變成可規模、可控、可長期供應的工業材料。 那同樣是一套高度工程化、長期積累的能力。 這也是為什麼,中國的“稀土”能用來卡歐美的脖子。 更有意思的是,日本光刻膠的主要供應商之一,信越化學,同時也是歐美日為數不多的有重稀土提煉能力的生產商。(信越化學為什麼既能做光刻膠,又能做稀土,我們下次另文詳述) 同樣的,日本的光刻膠,一樣能卡住中國的脖子。 因為日本光刻膠斷供,影響的是穩定性和良率。 而日本的光刻膠,在euv光刻機量產上,是絕對的壟斷,也就是說,光有euv,如果沒有日本光刻膠,還是生產不出5nm及以下的芯片。 就算在目前中國的 7nm的生產過程中,儘管並不是使用EUV,而是 193nm ArF DUV 加多重曝光,但仍在良率上受限於日本的高端光刻膠: 非關鍵層,國產膠已經可以穩定使用; 次關鍵層,可以國產與進口混用; 真正決定成敗的關鍵層,仍然高度依賴日本的高端 ArF 光刻膠。 因為多重曝光會把任何微小的不穩定放大。 一旦高端光刻膠斷供,7nm本已經不高的良率,將進一步下降,成本將進一步升高。 為什麼EUV更離不開日本光刻膠?因為只有成熟的光刻膠才能壓制光子統計噪聲和隨機缺陷。 7nm 關鍵層真正實現可控的國產替代,仍可能需多個研發週期,更不用說5nm 所需的 EUV 光刻膠。 其中一個研發週期,一般耗時3-5年,因為其必須至少包含 5 個幾乎無法並行的很花時間的階段: 基礎配方探索 實驗室 → 中試放大 設備聯調(Scanner + Track) 產線驗證(Wafer 級) 長期穩定性驗證 設備的零件也許是顯性的,但材料和工藝是隱性的;機器可以被拆解、被複刻,但材料和工業所需的時間,無法被逆向工程壓縮。 日本的光刻膠,和中國的重稀土一樣,都是那種只有在產線上、在良率曲線的尾部、在連續多年不出事故的穩定運行中,才能真正顯現價值的能力。 如果說逆向 EUV也許能“把門打開”,那光刻膠決定的,是能不能在這條路上走得久。 而半導體這件事,最殘酷的一點在於—— 一次成功沒有意義,只有連續數年的時間不出問題,才算成功。 而時間,即使在ai時代,也是唯一無法被逆向工程的東西。

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