近日，中芯國際表示：由於難以獲得先進的晶元製造設備，其在北京的新工廠落後於預期。
儘管中芯國際沒有具體說明是何種設備，但根據推測，被限設備來自ASML的浸沒式DUV光刻機。
因為中芯國際於2020年12月被列入實體名單，未經美商務部許可，相關公司不得向實體清單上的公司銷售設備和相關零部件。
而這相關公司就包括荷蘭ASML。荷蘭ASML就是全球光刻機龍頭，EUV光刻機的唯一製造商。
那麼問題來了，既然買不到ASML光刻機，為什麼不使用上海微電子的國產光刻機呢？
ASML的光刻機有多強
ASML中文名為阿斯麥，成立於1984年，總部位於荷蘭埃因霍溫，是全球最大的半導體設備製造商，也是全球EUV光刻機的唯一製造商。
出貨量全球第一
2021年全球光刻機共生產478台，較2020年增長65台，漲幅為15%。其中ASML拿下了309台，佔比65%。
中高端市場（DUV光刻機）出貨103台，佔據93.6%的市場份額，高端EUV光刻機出貨42台，全部為ASML製造。
根據預測，2022年全球光刻機出貨量將達到510台，ASML繼續大幅領先。EUV光刻機出貨量超過50台，製造商仍然只有ASML。
從出貨量方面可以看出，ASML是妥妥的光刻機龍頭，將日本尼康、佳能遠遠的甩在身後。
銷售額全球第一
2021年，全球光刻機市場份額為1076億，ASML一家就達到了854億，佔比79%。
2023年1月25日，ASML公布了2022年業績，全年營收1562億人民幣，同比增長13.8%。凈利潤為412億人民幣，再創新高。
儘管2022年全球光刻機銷售額尚未公布，但可以預料的是ASML的銷售佔比會繼續擴大。
技術最強
在技術方面，ASML同樣是當仁不讓。
所有半導體設備中，EUV光刻機的技術含量是最高的，而它的製造商只有ASML一家，這足以反映出ASML在技術方面的實力。
可能有網友會說了，ASML只不過是組裝大廠而已，它的技術含量僅為10%。但是，你千萬不要小看了這10%。
ASML在EUV光刻機上的技術主要為極紫外光技術。
EUV光刻機的光源採用了13.5nm的極紫外光，大自然中沒有這種光，只能人工製造。
首先要準備一台30KW的大功率激光發射器，可以發射頻率高達50000HZ的高頻激光。
然後再準備一台設備，這台設備有一個特殊的噴嘴，可以將融化的錫滴直徑縮小至20微米左右，相當於「人類頭髮直徑的三分之一」。
最後就是調試，要確保第一束激光準確的擊中下落的錫滴，第二束激光再次擊中錫滴，激發出極紫外光。
整個過程最難之處就是，持續性的高精度，高準確性。
光源設備最初由美國Cymer公司製造，後來被ASML收購。ASML也成為了極紫外光源技術的壟斷者。
產業鏈最龐大
ASML的產業鏈也極其龐大，EUV光刻機的零部件高達10萬個，僅供應商就近2000家，其中不乏蔡司、東京應化之類的行業巨頭。甚至不少企業以進入ASML的供應鏈為榮。
而下游應用企業包括台積電、三星、英特爾、聯電、格芯、中芯國際等眾多晶元製造巨頭。
我們手機搭載的蘋果仿生、高通驍龍、華為麒麟、聯發科天璣等等都離不開ASML的光刻機。
在組裝方面，ASML同樣具有極大的優勢。
一台EUV光刻機擁有10萬個零部件、4萬個螺栓、2公里軟管、3000條電纜和數噸重的鏡片。這些零部件緊密相連，任何一個部件出現問題，都可能導致整台設備失控。
在進行安裝作業時，一台火車駛過，傳出10—20Hz的震動，就會導致設備失靈。
因此必須要有一個強大的組裝團隊。ASML的組裝團隊高達上萬人，僅在中國區就超過了1300人。這些組裝人員不僅技術高超，而且每年進行大量的培訓。
如今ASML開始打造新一代光刻機——High NA EUV光刻機。
這套光刻機系統的鏡片數值孔徑將達到0.55 NA，具有更高的解析度，更高的生產效率。據悉，未來將達到每小時220片晶圓的生產率。屆時ASML將會更加強大。
在光刻機領域，ASML過於強大，以至於囂張的說：「即便把圖紙公開，中國也造不出光刻機。」
如今，在美國的壓力下，ASML不僅拒絕為內地企業供貨EUV光刻機，甚至連DUV光刻機也開始受到限制。
內地晶元代工龍頭中芯國際就坦言，由於設備問題導致北京的晶圓廠無法順利開工。那麼為什麼中芯國際不使用國產光刻機呢？
國產光刻機水平如何？
國產光刻機龍頭是上海微電子設備公司，於2002年3月由上海市政府和中科院牽頭成立，目前已經可以量產90nm光刻機。
那麼上海微電子與ASML差距有多大呢？
技術差距
上海微電子製造的90nm光刻機，可以生產90nm晶元，重複光刻的話理論上可以生產45nm晶元，但是成品率會大幅下降。而ASML製造的EUV光刻機可以生產3nm晶元。
45nm晶元落後於3nm晶元整整5代，這需要數十年時間的追趕。
在具體核心技術方面，ASML已經掌握了先進的EUV技術，並且擁有大量的專利，而上海微電子卻沒有。
此外，在組裝技術方面，上海微電子只能算得上「入門」，而ASML絕對稱得上「專業」，這樣的差距也絕非短時間內能夠追平的。
生態差距
很多網友認為只有軟體、操作系統才有所謂的生態，其實硬體、設備同樣有生態。
製造晶元的設備不僅有光刻機，還有塗覆、CVD、檢測、清洗等十幾種設備，這些設備需要相互配合，共同完成晶元製造。
如果不能匹配，那麼整個晶元製造環節的工作量就會增加幾倍。
ASML的光刻機廣泛的應用在晶元製造領域，早已和各大廠家生產的其他設備相互兼容、相互配合。
此外在硅晶圓、掩膜版、光刻膠、CMP粉漿、高純度液體、等半導體材料方面，ASML的光刻機同樣與之相匹配，這些方面上海微電子仍需努力。
供應鏈差距
國產光刻機在供應鏈方面也表現出先天不足。
早在2009年時，上海微電子就研發出了90nm光刻機，並通過了驗收，但直到2018年才宣布，這是為什麼呢？
因為當時，這批設備採用了德國蔡司的鏡頭，而當時的蔡司突然接到命令，停止為上海微電子供貨。
失去了蔡司供貨，國產鏡頭又達不到要求，只好延遲發布。很多網友覺得一個小小的鏡片就能卡住國產光刻機的脖子？
真的不要小看了這小小的鏡片，它的數值孔徑為0.93NA，解析度為90nm，平整度要求極高，幾十公里的起伏度不能超過一毫米。
為了研發這樣的一組鏡片，長春國科精密光學用了近10年的時間，才研發成功。
2018年，這組鏡片成功安裝在了上海微電子的光刻機上，經過測試達到了相關要求。
除了鏡片外，還有光源、工作台、精密軸承等近10萬個零部件，這些都需要眾多的供應商來解決。
據悉，ASML擁有來自歐美日韓等國近2000家供應商，而上海微電子被列入美商務部「實體清單」後，只能採用國產配件，這讓其供應鏈大打折扣。
此外，上海微電子的光刻機在穩定性方面也比不上ASML，而穩定性關係到晶元的良品率。沒有人希望自己的晶元在製造時，因為設備問題而報廢。
總的來說，國產光刻機在技術、生態、供應鏈、穩定性等多個方面落後於ASML，要想掌握EUV光刻機技術，追上ASML的水平，還需要很長的時間。
此外，中芯國際北京晶圓廠，製造的晶元是28nm工藝的，只有荷蘭ASML和日本尼康的光刻機符合要求。
這就是為什麼，中芯國際等國產晶元代工廠不願意選擇國產光刻機的主要原因。
中芯國際如何破解難題？
中芯國際要想解決晶元製造難題，就要融入國產光刻機的產業鏈。試想一下，大家都不使用上海微電子的光刻機，那如何驗證它的水平，發現它的不足之處呢？
上海微電子賣不出設備，也就無法盈利，也就拿不出更多的資金去研發高端光刻機，也就無法解決國產晶元的設備難題。
所以中芯國際在90nm晶元製造環節上，還是要優先選擇國產設備。
正視不足、拒絕浮誇
最近網上一直充斥著，上海微電子已經研發出28nm、14nm的光刻機、甚至7nm光刻機也即將量產。
實際上，光源系統、透鏡、浸沒式、雙工作台等核心技術，我們還差距很大。要想完全掌握這些技術還需要付出大量的人力、物力、財力和時間。
同時，我們在穩定性方面也遠比不上ASML。這就需要加強我們的售後和組裝技術。
心無旁騖、持續研發
搞研發最忌諱心浮氣躁，斷斷續續。一看到能買，就想放棄研發，認為「造不如買」。然而，當你自廢武功後，各種打壓就會接踵而至。
科技沒有捷徑，也沒有所謂的「彎道超車」，有的只是不斷投入、持續研發。甚至是數十年如一日。
政策支持，集中力量辦大事
政策支持有多重要呢？我們以日本為例來說。
日本的半導體就得到了美國的支持和授權後，才快速發展起來的。這個支持和授權就來自美國政府，最初目的是扶持日本對抗當年的蘇聯。
三菱、京都電氣拿到了仙童公司的授權後，日本通產省就制定了相關政策，組織NEC、日立、富士通、東芝和三菱電機成立了「超大規模集成電路技術研究組合」。
此後，日本在半導體產業快速的發展，直至超越美國。
1985年，美國就針對日本半導體發起了第一次301調查，並在1986年迫使日本簽署了日美半導體協議。
此後，日本半導體行業開始快速下滑，市場份額從53%的高點下降至7%。到今天，全球領先的半導體設計、製造公司已經看不到日本企業的蹤影了。
可見，政策對晶元的影響力著實太大了。
如果我們能夠出台持續的正確的產業政策，那麼國產晶元逆襲超越是遲早的事。
寫到最後
光刻機被限，中芯國際斥巨資建造的晶圓廠遲遲不能投產，歸根結底就是國產光刻機的落後造成的。
如果我們能夠正視自身的不足，加大研發力度，再配以對應的政策，相信國產光刻機技術必會大幅提升。
同時，我們的晶元企業也要支持使用國產光刻機，發現問題，解決問題。
我是科技銘程，歡迎共同討論！
