光刻机10万零件,谁造的?钛媒体
很多人一提起EUV光刻机,都认为这是人类科技史上工业皇冠,全球独一家,别无分店。
而且在EUV光刻机中,10万多个零件,全球供货,没有任何一个国家能单独制造,ASML真正的核心技术不到10%,是依靠全球化分工,把各部件让全世界顶级的厂商来生产、组装出来的。
比如德国的蔡司做镜头,美国的赛默飞做传感器,日本的 NSK 做轴承,瑞典的阿法拉伐做阀门。
光刻机10万零件谁造的?
光刻机有最难的三块技术,就是光源、光学系统、精密双工件台系统。其中光源和光学系统技术门槛最高,价值量也最大。
光源占整机15%-20%,光学系统占24%-30%,双工件台占12%左右。ASML把这两块最硬的骨头分别交给美国和德国的企业,自己负责把所有零件拼成一台能24小时不停跑的机器。
从技术层面来看,ASML高端EUV光刻机非常难以颠覆与超越。首先EUV制造所需的体积小,功率高且稳定极紫外线光源,这点美国Cymer公司一直掌握着成熟技术,其他国家都是向其采购的。
第二光学系统更是清一色德国血统,EUV光在真空里走,每面镜子都会吸收6%-8%的能量,一台机要11面镜子,加起来光能剩不到1%。所以每面镜子反射率必须做到70%左右。
反射镜面,只有用高精度和高光滑度的镜片才能聚焦和校准光线,从而光线才能精确无误的照射在硅片上来画出微小图案。目前能够达到光刻机要求的镜片标准的厂商也在德国。
蔡司从1990年代就开始跟ASML一起搞EUV光学,2012年才交付第一套量产镜组。
ASML为了绑死蔡司,购买了蔡司半导体光学子公司24.9%的股份。现在High-NA EUV镜子直径翻倍,重量上吨,还是只有蔡司能做。
此外是双工件台?简单说,就是光刻机里托着硅片来回跑的那个平台。一个载底片,一个载胶片。它的定位精度要求达到纳米级。
“相当于两架大飞机从起飞到降落,始终齐头并进。一架飞机上伸出一把刀,在另一架飞机的米粒上刻字,不能刻坏了。”
另外像是芯片上用的复合材料,光刻胶,高纯度化学品也多数都是日本专利。
ASML不是传统意义上的制造企业,更像芯片行业的“链主”,把美国、德国最顶尖的技术攥在手里,再用荷兰人的整合能力,变成一台台印钞机。
原本光刻机零部件供应商也是认钱不认人的,只要你付得起钱,德国供应商不会因为你是中国客户,就不卖给你高精度镜片。日本厂商也愿意把轴承卖给任何客户。
但是,2022年之后,美国搞了实体清单与出口管制后,很多零部件供应商开始自我审查,不敢把关键零部件卖给中国客户。
一个个零部件,中国自己突围封锁链
因此,这就逼着中国不断完善光刻机产业链上的关键零部件,在光源、镜头以及双工台等核心部件上,国产光刻机不断取得进展。
比如长春光机所2023年已经落地国产极紫外光源样机,国望光学的28nm浸润式镜头已经量产,正在攻关EUV级别的光学系统。
很长一段时间,双工件台技术只属于ASML,但全世界第二家掌握双工件台核心技术的公司,是华卓精科。
2026年,它们的磁浮双工件台定位精度达到了1.2纳米。曾经无数人说过"双工件台不可能国产化",但华卓精科偏偏做到了。
但光刻机10万个零件,大部分不是核心大件,而是真空系统、陶瓷件、泵阀、射频电源这些“小玩意”,以前全靠进口,现在逼着国产厂商一个个突破。
以前射频电源是美国万机、日本大阪真空的地盘。过去国内不是做不出来,是做出来的电源功率不稳定,等离子体忽大忽小,刻出来的沟槽深浅不一。
英杰电气和北方华创的零部件部门,啃了好几年。2025年,国产射频电源在12英寸刻蚀机上跑通了验证,功率稳定性做到了和万机同一个量级。
虽然最顶级的型号还有差距,但成熟制程已经可以完全替代了。
另外是刻机里的陶瓷导轨,这虽然是个小部件,但直接决定了光刻机的精度和稳定性。这个小东西被称为精密设备的"骨骼",过去长期被美日企业垄断。
2014年,山东淄博,有公司组建了光刻机用氧化铝陶瓷导轨项目组。
第十个年头,研制出了可替代国外同类产品的高纯度氧化铝陶瓷导轨,填补了国内空白。
此外,波长光电、奥普光电,一个做大孔径镜头,一个背靠长春光机所做高端光栅编码器,分辨率2.5nm,90nm、28nm机型都能用。
以前高纯氧化铝、氮化硅、碳化硅陶瓷部件,都是从日本、美国进口的。现在国内有厂商已经做出了12英寸产线上用的碳化硅手臂,开始批量供货。


