逆向工程碰門檻，光刻機比原子彈還難造？
眾所周知，中國本土芯片廠商在引進(jìn)最新的7nm等級先進(jìn)光刻機時，不算一帆風(fēng)順。在之前的多篇文章中，不少讀者在評論區(qū)表示：既然核武、航母、基建重工領(lǐng)域，中國可以通過引進(jìn)+逆向開發(fā)模式打破眾多技術(shù)壁壘，為什么不能把ASML的光刻機“復(fù)刻”出來？
光刻機是否比原子彈還難造？
對于上述問題，本文不會過多從光刻機的各部零件、核心結(jié)構(gòu)以及產(chǎn)品供應(yīng)鏈這些繁復(fù)、細(xì)節(jié)角度去討論，咱們只談核心問題：為什么中國難以對ASML光刻機進(jìn)行逆向開發(fā)。
禁錮一：光刻機合同約束
逆向開發(fā)第一步，得先把設(shè)備買回來。
1、商業(yè)合同約束：荷蘭ASML是全球唯一一家生產(chǎn)應(yīng)對7nm+先進(jìn)制程光刻機的企業(yè)。中國企業(yè)作為其重要客戶，在設(shè)備采購方面需要面臨相當(dāng)繁瑣的交易合同洽談甚至綜合審查。
2、政策協(xié)議約束：在獲得ASML公司在企業(yè)層面的合作確認(rèn)之后，還要經(jīng)過荷蘭政府的進(jìn)出口相關(guān)政策、法規(guī)約束。荷蘭政府對此設(shè)置了超出了國際間一般商品采購審核標(biāo)準(zhǔn)，在極端情況下（如2019年末的7nm光刻機供應(yīng)問題）會受ASML公司核心股東所在國政府的超前干涉。
3、技術(shù)和知識產(chǎn)權(quán)約束：簡而言之，中國企業(yè)想要購買光刻機這一大國重器（也是地表最強印鈔機），需要保證不得侵犯、破壞、影響ASML相關(guān)產(chǎn)品、知識產(chǎn)權(quán)的合法權(quán)益。逆向開發(fā)則是絕對被禁止的（你都學(xué)會了，我以后賺誰的錢去？）。
特殊歷史時期帶來的重大機遇，可遇不可求
在這一點上，中國很難像冷戰(zhàn)結(jié)束后“全資收購烏克蘭”一樣，將前蘇聯(lián)20世紀(jì)頂級軍事科研技術(shù)（甚至生產(chǎn)線、生產(chǎn)材料、專家、專家親屬）一股腦全買回來在國內(nèi)安家落戶。這一點也是目前最難攻克的問題~ 荷蘭不傻，美國不讓，中國亦不便... ...。
因此，合同及法規(guī)約束是ASML光刻機的“軟件防護(hù)”措施。
禁錮二：光刻機設(shè)備暗門及密保設(shè)置
逆向開發(fā)第二步，把設(shè)備拆開。
關(guān)于這一點就非常容易理解了，我們直接引用ASML首席執(zhí)行官彼得·溫尼克的話即可：
“ASML的EUV光刻機結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，不存在被復(fù)制的可能性。我們所有的光刻機都裝有（一系列）傳感器，任何異常的非法操作都將被檢測并立即發(fā)出警告，（我們也會第一時間獲悉）。”
ASML CEO：彼得.溫尼克（Peter Wennink）
這種類似先進(jìn)武器、裝備自毀裝置的傳感器設(shè)置，也是ASML為確保其光刻機全球獨家壟斷地位的“硬件裝備”。
禁錮三：賣方市場的環(huán)境約束
機器買回來，拆開了，萬一逆向開發(fā)失敗怎么辦？
相對于高鐵技術(shù)、核能技術(shù)以及各類光機電產(chǎn)業(yè)而言，中國得以進(jìn)行技術(shù)產(chǎn)品逆向開發(fā)的基礎(chǔ)，就是“采購源”的可替代性。日本的高鐵技術(shù)不行咱們可以上德國的，美國的核能技術(shù)不賣我們可以和法國談。
然而，在AMSL光刻機的問題上，我們處于嚴(yán)重的賣方市場環(huán)境——即產(chǎn)品供應(yīng)方處于絕對壟斷且獨家供應(yīng)的角色。一旦我方?jīng)Q定突破上述禁錮一、二的約束，強行展開逆向開發(fā)，接踵而來的必將是ASML方徹底斷供外加跨國訴訟、巨額違約賠償。
如無意外的話，ASML的核心股東所在國（如美韓等國）政府也會參一腳，在相關(guān)領(lǐng)域的產(chǎn)品、技術(shù)、知識產(chǎn)權(quán)交易、轉(zhuǎn)讓問題上痛下死手。
這道坎的意義，近乎于“開戰(zhàn)信號”。結(jié)合目前我國在自主光刻機領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)程來看，至少在短期（5年左右）內(nèi)難以輕松逾越。
禁錮四：供應(yīng)鏈約束
機器買回來、拆開了、逆向開發(fā)成功，然后呢？
且不談一臺先進(jìn)級光刻機所需的數(shù)以萬計的核心零部件、技術(shù)難題、產(chǎn)業(yè)鏈國有化程度等問題，我們只談光刻機核心構(gòu)件之一——物鏡系統(tǒng)。全球僅有德國的卡爾蔡司（Carl Zeiss）一家公司能夠為它生產(chǎn)、供應(yīng)光學(xué)鏡頭系統(tǒng)。
很多讀者會問，光刻機就算了，造光學(xué)鏡頭還會比原子彈還難？
答案其實很簡單，舉個眼前的例子吧：
日本索尼花巨資注入卡爾蔡司，為其光學(xué)影像部門研發(fā)、制造優(yōu)秀的攝影、攝像鏡頭產(chǎn)品。然而，所有打著“Sony”標(biāo)志的Zeiss鏡頭（以及其他攝影）產(chǎn)品，基本都是產(chǎn)自“索尼蔡司鏡頭”的亞洲工廠。而真正意義上的德國卡爾蔡司原廠鏡頭，產(chǎn)地依然源自歐洲。更進(jìn)一步說，蔡司制造高素質(zhì)鏡頭玻璃、鍍膜的原材料，依德國法律規(guī)定完全禁止出境。
因此，作為民用消費級的攝影鏡頭即被如此銅墻鐵壁般“保護(hù)”起來，可想而知作為光刻機物鏡系統(tǒng)的光學(xué)鏡頭，又是何等保密級別的存在。
至于我國能否生產(chǎn)出媲美卡爾蔡司的光學(xué)鏡頭，這一點我想攝影圈的朋友們早已知曉答案。我國在先進(jìn)光學(xué)鏡頭及自動對焦方面的技術(shù)積累，目前還是暫且不夠的。
物鏡系統(tǒng)只是光刻機三核心之一，其他各類處于相關(guān)各國嚴(yán)格技術(shù)保密、專利禁止轉(zhuǎn)讓級別的產(chǎn)品、知識產(chǎn)權(quán)還有很多，這些都是對光刻機進(jìn)行逆向開發(fā)所要面對的重重難題。
總結(jié)
本文寫這么多，并非是為漲別人志氣滅自己威風(fēng)，說到底是希望更多愛國民眾可以了解光刻機領(lǐng)域的現(xiàn)狀，以及我國芯片產(chǎn)業(yè)目前所處的環(huán)境和角色。光刻機的國產(chǎn)化是歷史必然，但現(xiàn)在仍是我國芯片行業(yè)所涉各產(chǎn)業(yè)鏈、各環(huán)節(jié)、各公司潛心學(xué)習(xí)、循序前行、經(jīng)驗積累的階段。
我國目前已掌握12~14nm芯片的設(shè)計研發(fā)生產(chǎn)流程，目前國內(nèi)也有至少三家（中芯、華虹、弘芯）具備14nm制程生產(chǎn)能力的先進(jìn)晶圓廠，且12~14nm芯片目前仍屬于“性能級”產(chǎn)品（參照Intel 2020年最新發(fā)布的Comet Lake系列酷睿處理器，仍使用14nm改良版制造工藝生產(chǎn)）。因此，我們當(dāng)前面臨的問題不僅是7nm光刻機何時供貨，更重要的依然是14nm等級光刻機及對應(yīng)產(chǎn)品的進(jìn)一步擴容、增產(chǎn)、吃透。
國際競爭瞬息萬變、永不停歇，在適當(dāng)?shù)臅r間節(jié)點迅速適應(yīng)環(huán)境、調(diào)整自身角色和心態(tài)才是做有用功。先進(jìn)光刻機的逆向開發(fā)，是否就是適合我國的最佳路線？這也并非是一條必須打破頭走到底的單線思維，相信我們的科研力量、相信國家的政策扶持，只要付諸努力，必然有所收獲。
