ASML高端光刻机 有关国内半导体制造的情况

半导体行业，“弯道超车”有可能吗?

目前来说，国内的半导体行业跟世界先进水平有10到20年的差距，很多人都在说国内的半导体有机会实现“弯道超车”，但是这有可能吗?让我们来听一听半导体行业的“老行尊”们是怎么说的?

l 张忠谋：国内追赶不易

首先是张忠谋，他今年89岁，是台积电的创始人，跟英特尔创始人戈登·摩尔同期进入半导体行业的，祖籍浙江宁波。在一次电视采访节目中，主持人问他有关国内半导体制造的情况。

张忠谋老先生的话很直白，国内的半导体制造想要实现超越并不容易。并且他也给出了意见，先在芯片的设计上做好再说。的确，很多人单方面地看待半导体制造，实际上，半导体制造的工艺对于手机芯片来说很重要。

但是对于电脑而言，设计更重要。总体上，设计是能影响芯片的性能，而制造工艺更多影响的是功耗，手机的功耗的要求更好，搞不好手机会发热过度，电池“轰”的一声，对吧?不过张忠谋老先生估计也没有想到，老美会这么“无耻”。

l 张召忠：国产芯片遍地走

张召忠然后是张召忠，他的身份就比较特殊，江湖人称“局座”，对国内半导体的发展是很多信心的。他认为几年过后，中国的国产芯片会满地走，到那时候，老美就是想卖，我们都不要。这话有没有道理呢?

道理是有的，国内目前虽然很多芯片都是依靠进口，但主要还是民用的电脑和手机，像一些重要的部门都是用的国产。基本上全球生产出来的芯片都被国内消耗了，现在老美不卖，你说谁会损失呢?

l 倪光南：有坐十年冷板凳的准备

倪光南是中国工程院的院士，他以前在联想上班，研发了很多电脑，现在国内能够使用电脑，他是居功至伟的，不过他坚持走“技工贸”的路子，而不是专门搞代工组装和营销，跟联想公司的发展路线不同，大家理念不同，后面就被解雇了。

倪光南的意见跟张忠谋很相似，他认为中国要建立的自己的半导体产业链，而且要赶上国际先进水平的话，那就要有坐十年冷板凳的思想准备。几位大佬还是觉得国内的半导体是有希望的，认为有“弯道超车”的可能。

摩尔定律的制约

国内如果想要“弯道超车”，就必须抓住摩尔定律，摩尔定律是国内最大的底牌，甚至可以一波“做空”国外的半导体行业，那么就让我们来了解一下什么是摩尔定律。

l 摩尔定律是什么东西

摩尔定律肯定跟一个叫做摩尔的人有关，他就是上面说到的英特尔创始人戈登·摩尔提出的。戈登·摩尔他懂技术，很懂，当初就是他跟7个同事“背叛”原来的公司，联合创业，现在半导体集成电路的制程工艺的就是源于他们8个人。

他提出的摩尔定律有好多个版本，修改过几次，目前的摩尔定律是这样的：晶体管的密集度在两年的时间里必须增加一倍。什么意思了，比如在过去，芯片的制程工艺是56纳米，那么两年之后，它就必须达到28纳米才行。

为什么会这样?其实这是一种半导体行业的经济发展规律，因为芯片工艺的研发需要“钞票”，一旦完成了工艺以后，获得的性能提升不能达到一倍，那么“钞票”就不够研发费;如果时间拖得太久，不能在两年之内完成，作为重资产行业的半导体就会缺乏活力，停滞了。

l 芯片的技术瓶颈

按照摩尔定律揭示出来的半导体行业规律，实际上，有一天半导体行业都会停滞的，所有的半导体行业只要能够坚持下去，都会达到同一个终点，虽然不是“弯道超车”。

因为芯片制造是有技术瓶颈的，荷兰ASML公司就说了，他们制造出来最先进的13.5纳米波长的极紫外光光刻机，制造出来的晶体管，栅极的极限长度就是1.5纳米;即使后面光源的波长再短，但是晶体管会漏电，一旦漏电就会短路，芯片就报废了。

l 新的一次技术“革命”

在20年前，摩尔定律就曾经失效过一次，当时光刻机制造大佬不是荷兰的ASML，而是日本的尼康和佳能，ASML还在抱飞利浦的大腿呢!那时候的光刻机使用的光源是193纳米的深紫外光，尼康和佳能的想法是继续缩短波长，达到157纳米的长度。

这时候，摩尔定律就是失效了，193纳米到157纳米所带来的性能提升，根本不够研发成本，亏本了。还是台积电的林本坚站出来说了一句：水的折射率比空气大，如果在镜头和晶圆之间注水，那么这种新的193纳米的浸润式光刻技术能满足摩尔定律。

这是半导体行业的一次技术“革命”，倒下了日本的尼康和佳能，台积电和荷兰ASML从此奠定了行业“霸主”的地位，当时摩尔定律可没那么容易“打发”，投入了那么多的资金去研发浸润式技术和制造浸润式光刻机，生产出来的芯片要卖给谁?

没错，就是国内的市场，如果没有国内每年两万亿人民币的市场在吃撑，摩尔定律还是要失效，这是中国的底牌，一旦国内不买芯片，老美发展了几十年的芯片技术，投入的研发费用，一下就要“破产”，被一波“做空”。他敢试试?

材料就是技术

而国内要实现“弯道超车”的关键就是技术，但这个技术不是光刻技术，也不是光刻机制造技术，而是材料技术。

l 材料就是技术

国内为什么做不出先进的光刻机，是没有那个技术吗?错，是没有那个材料，光刻很精细，其中对于精密机床的要求很高，要快准狠，高速运作时，偏差必须可控，但是“臣妾做不到”，德国、日本、瑞典做到了，因为在机床的轴承处有一种材料，就是这种材料起作用。

国内也不需要在其他材料上有所突破，从晶体管的发展历史中可以看到，一开始是晶体管，现在是硅晶体管，那以后呢?

果能找到一种新的材料，那么“弯道超车”指日可待，甚至能够降低对光刻机的要求，不能荷兰ASML的顶级光刻机，都可以实现跟5nm(纳米)同等性能的芯片。幸运的是，国内真的找到了这种材料，那就是碳，并且做出了两种晶体管。

l 中科院新型晶体管

中科院利用是石墨烯微观层面“狄拉克点”的存在，使得石墨烯具有电子通道，具有电子学性质，制造出了-石墨烯-硅晶体管，这是一种全新的晶体管，同样尺寸的晶体管，中科院研究出来的这种新型晶体管的性能是很优越的。

l 北京大学碳纳米管

北京大学的彭练矛团队最近几年一直在研究新型的芯片材料，终于制造出了碳纳米管，并且用作计算机的基本运算单元，碳基芯片成为可能，同样也是性能优越。

写在最后

中科院和北京大学真的是厉害，制造出了新的材料，这有可能引起半导体行业新的一次“变革”。而且是专属于中国的，外国人学不来，为什么?因为他们已经在硅材料上投入了大量的设备、人力，阵前易帅，之前的投入不就“打水漂”了吗?

而且这种新的技术对于他们而言，没有必要，对于国内却很迫切，国内刚刚起步，投入不大，阵前易帅是可以的，国外就不行，说不定采用新材料所提升的性能都不够研发费用的。

这两种新型的材料，还是北京大学的比较有前途，因为中科院突破的这个难题，-石墨烯-硅晶体管，锗太稀有了，石墨烯量产困难，碳纳米材料就不一定了。当然目前都停留在了实验室制取的过程，什么时候实现工业化量产还不好说。但未来可期，不是吗?

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