近期，國家知識產權局公布了華為的一項新專利“反射鏡、光刻裝置及其控制方法”(CN115343915A)，與EUV(極紫外)光刻機有關。這無疑是一利好消息，外界紛紛猜測，華為這是要開始自研光刻機了？擺脫對ASML的依賴？

圖源：國家知識產權局官網

眾所周知，荷蘭公司ASML壟斷了全球高端芯片的光刻技術，該公司最先進的EUV光刻機已成為半導體大規模量產和工業化不可或缺的設備，可以制造出7nm、5nm，甚至更先進制程的芯片。疊加美國對華技術封鎖的打壓下，華為高端芯片的量產就此停滯。

目前中國大陸的芯片和光刻機的制造能力，要比世界先進水平落后一大截，不是一時半會就能夠追上的。以最直接的芯片制造工藝來說，目前國際最先進的臺積電已經能夠量產5nm制程的芯片，而大陸最先進的中芯國際只能量產14nm制程的芯片，中間差了3代的差距。

盡管華為很早就意識到自研芯片的重要性，斥巨資成立海思半導體芯片研發部門，經過多年潛心研發，其5nm海思麒麟系列芯片可謂達到世界領先水平。但是，再強大的芯片無法被量產出來，也是紙上談兵。如今關于光刻機相關專利的出爐，華為是否能一舉扭轉被卡脖子的困境呢？

國內光刻機水平發展到哪一步了？

全球之所以僅有荷蘭ASML一家企業能生產出EUV光刻機，而我國迄今為止一臺EUV光刻機也造不出來，原因就在于EUV光刻機的制造工藝極其復雜。據悉，EUV光刻機集合了全球多個科技強國的頂尖技術與硬件，由多家巨頭公司合力研發，光零部件就有10萬個左右，一年也就只能生產十幾臺。

同時需要認清的是，高端光刻機的研發制造是一個需要長期投入的事情。事實上，這并不是華為第一次申請與光刻機相關的專利了。早在2016年，未雨綢繆的華為就躬身入局自研光刻機，并在國家知識產權局上公布了“一種光刻設備和光刻系統”的專利項目，從那時開始，華為已經開始著手光刻機產業的研發。

EUV光刻機制造涉及產業鏈非常多，涉及精密光學、精密運動、高精度環境控制等多項先進技術。華為也并非“孤軍作戰”，國內光刻機研發產業鏈條已經初具模型，也有不少相關廠商在EUV光刻機領域取得了階段性突破。 在光刻機產業鏈上游，有做光源系統的科益虹源，還有做物鏡系統的國望光學，做曝光光學系統的國科精密，做雙工作臺的華卓精科，做浸沒系統的啟爾機電。此外，還有一批做光刻配套設備設施的科技公司，例如光刻膠、光刻氣體、光掩膜版、光刻機缺陷檢測設備、涂膠顯影設備等。 在光刻機產業鏈中游，整機生產方面，上海微電子是目前國內技術領先的設備廠商。據悉，上海微電子也于今年正式通過了28nm光刻機的技術檢測和認證，并最快將于2023年向國內芯片制造企業交付28nm光刻機等。 在光刻機產業鏈下游，中芯國際是中國大陸技術最先進、規模最大、配套服務最完善的專業晶圓代工廠企業，可以提供0.35微米至14nm多種技術節點、不同工藝平臺的集成電路晶圓代工及配套服務。 所以，造出高端光刻機并非幾家巨頭的事情，而是需要更多的科研工作者的投入，需要成千上萬的優秀廠家提供零件和技術支撐。對于光刻機技術的突破或許只是時間早晚問題，更重要的是國內需要有華為這樣的領頭羊企業聯合起來共同打破技術壁壘，帶動整個產業鏈的進步。

芯片量產非EUV不可？

此外，在探索造芯的途中，華為不遺余力，也曾另辟蹊徑想要探索出一種無需EUV光刻機就能造芯的方案。于是，華為申請了芯片堆疊技術的專利。其設計思路是將兩枚芯片采用上下堆疊的方式進行封裝，采用面積換性能，能夠將14nm芯片性能提升至7nm。 華為在11月還公布了一項與“超導量子芯片”有關的技術專利，該專利簡單來說就是降低量子比特之間的串擾，提升計算速度，加強精算精度，避開了光刻機的限制。華為在“量子芯片”領域，已做了多年的布局。據了解，華為在2017年就開始投入研發，并已取得了不少專利技術，比如，今年6月份，華為也公布了專利技術：“一種量子芯片和量子計算機”。 去年，華為還公開一項“光計算芯片、系統及數據處理技術”的發明專利，屬于光子芯片技術的一種，光子芯片即采用光數據信號處理數據的芯片。不同于采用硅片為基礎材料的傳統電子芯片，光子芯片主要是以Inp、GaAS等二代化合物半導體為基礎材料，不僅能避開摩爾定律帶來的物理極限，而且其制造門檻也更低，同樣無需使用EUV光刻機。 無論是芯片堆疊、量子芯片，還是光子芯片技術的布局，可以看出，華為一直在做著兩手準備，一邊攻克光刻機制造技術，一邊試圖研發“去EUV化”的造芯方案。不過，考慮到現實差距，兩條路線都將是漫長并充滿挑戰的。

● 首先，荷蘭ASML的EUV光刻機生產工藝成熟，技術壁壘高，它的生產是一個龐大的系統工程，其中每一個重要環節和關鍵步驟都有自己的專利布局。當競爭對手將所能申請的專利挖掘殆盡之后，后來者的發揮空間基本被壓縮完畢。即便是有朝一日華為及國內眾優秀廠商能全面掌握一系列核心技術，在競爭對手壘起的專利高墻面前，每前進一步，或將面臨侵權的風險。

● 其次，“去EUV化”的造芯方案，看似是一條曲線救國之路，但是其研發制造難度高、投入和不確定性也較大，產品良率更是個關鍵問題。例如，就光子芯片而言，它需要相當成熟的設計流程和生產工藝，其工序難點涉及到MOCVD外延生長、光柵工藝、光波導工藝、金屬化工藝、端面鍍膜、自動化芯片測試、可靠性測試驗證等環節。而這些涉及高技術門檻的工藝環節，尚需要更多時間來打磨上下游產業鏈。不過，目前來看，這些新興技術領域的技術壁壘還沒完全形成，國內也有足夠的時間去完善基礎領域的供應鏈。

前途是光明的，道路是曲折的。相信隨著國內產業鏈的技術專利和經驗慢慢積累，打破技術封鎖，實現自主可控是遲早的事。期待華為海思麒麟芯片“王者歸來”的那一天。關于華為造芯之路，你怎么看呢？歡迎文末留言討論。

審核編輯 ：李倩