中芯77亿购买光刻机，能解决缺芯的问题么？_风闻

中芯由于被美国限制，这77亿人民币买的是DUV深紫外光源光刻机，其在牺牲一定效率和产品良率的基础上，最高能做7nm芯片。DUV光刻机大约5.8亿人民币一台，77亿人民币大约可以买13台DUV光刻机。这13台DUV光刻机折合产能大约是3.7万片12寸晶圆/月，以中芯2020年产能约18.5万12寸晶圆/月来说，这13台DUV能增加20%的产能了，不算少，但面对芯片产业目前的困境，这个增量还是不够的，为直观一点，我们拿台积电比较一下：

以产值对比：2020年台积电产值约2924亿人民币，中芯产值约251亿人民币，按产值计算中芯大约是台积电规模的11.6倍

以产能对比：2020年台积电产能为113.2万12寸晶圆/月。中芯产能约18.5万12寸晶圆/月。台积电产能是中芯的6.11倍。

我们有台积电的产能做个简单推算，看看台积电的设备总值有多少：按每台DUV光刻机月处理2850片12寸晶圆计算（113.2/0.285=397），可换算出台积电相当于有397台DUV光刻机，按当前DUV价格计算这批光刻机价值5.8*397=2302.6亿人民币。而光刻机占晶圆制造设备的比例大约23%（2302.6/0.23=10011.3），台积电多年累积下来的设备大约值10011.3亿元人民币。也就是说我们要弄一个台积电产能，要投资1万亿人民币，这还不是全部。

我们看到的是冒出水面，净利润超过40%的台积电，在水面之下是有力支撑其形成巨大优势的庞大在地供应链，它们互相支撑，良性循环，很多配套厂有特殊设备材料特供台积电，也有很多质高价廉的设备材料商替代了西方产品，帮助台积电大幅度压缩成本，建立竞争优势。相比之下，国内芯片制造厂的国产配套企业由于市占非常低，规模和实力都不大，双方的互相支撑力度不够。同时芯片设备材料涉及的精密仪器繁多而复杂，而国内的精密仪器设备制造积累不够，发展比较吃力，这是个难题。这样看起来要撑起像台积电这样的摊子，需要非常大的投资及和一定的时间积累，难度不小，但以目前的情况，芯片产业是美国手中的一个开关，再难我们还是咬牙投入下去，做一定的国产化。

**芯片国产化目前做得怎么样。**在此引用宁南山的数据，2020年中国市场消耗芯片1434亿美元，其中60%芯片（860亿美元）组装成品后出口，40%（574亿美元）内销。本土芯片公司产值227亿美元。国产的市场空间不小。

**ASML****的光刻机不是买到了就高枕无忧。**芯片厂是24小时生产，人停机不停，这种高强度使用下DUV光刻机的重要配件，深紫外光源会不会衰减从而需要定期更换，如果要更换，美国CYMER深紫外光源3000万人民币一个。24小时高强度使用下，物镜系统的透镜镀膜会不会损伤或剥落，从而需要定期更换，这个是德国蔡司的产品，也不便宜。还有其他损耗件存在，这些都不是操之在我，保险起见，必须要发展国产光刻机。

**国产光刻机现状：**对应ASML的DUV光刻机的，是02专项中的193nm浸没式光刻机，由上海微电子负责组装。02专项实施时间是2016年---2020年。项目具体要求是：1）攻克14m刻蚀设备、薄膜设备、掺杂设备等高端制适装备及零部件；2）突破193nm浸没式光刻机及核心部件 3）研发14m逻辑与存储芯片成套工艺及相应系统封测技术；总体要求形成14nm-28nm-装备、材料、工艺、封测等较完整的产业链。目前看来，除了193nm浸没式光刻机超时并还在收尾，其他都基本完成了。

**02专项的193nm浸没式光刻机，研发难点在光源和物镜。**以此对应的配套项目是负责物镜的北京国望光学和负责光源的科益虹源。这其中又以物镜最难，它不是制式产品，依赖经验打磨调试。而这正是德国日本的特长，目前最好的光刻机和单反相机用的都是德国日本镜片，打磨调试复试镜片需要多年技术经验积累，中国要短时间赶上，需要做很大的努力。这次02专项193nm光源DUV光刻机物镜拖在最后。

**EUV****国产光刻机难点。**做7nm以下芯片，需要用到EUV光刻机，国产EUV光刻机的难点估计还是物镜最难：EUV所用的极紫外光能被空气、玻璃吸收，只能用反射镜代替透镜，并将工作环境抽成真空。而普通反射镜镜面反射率不够，必须采用硅钼镀膜的复式镜面设计（布拉格反射器）将多层反射集中成单一反射，整个物镜系统需要整合调试十几面反射镜，同时镜面精度要达到皮米级(万亿分之一米)以上。每次光反射会损失3成能量,这样在经过十几面反射镜后只有不到2%的光线能到达晶圆。

要降低难度有几个办法：

一个是想办法提高光的反射率。1）设计更精妙的反射系统减少所需反射镜数量以此减少反射能量损失。 2）反射镜的精度在皮米级(万亿分之一米)基础上继续提高，这需要更高的磨镜片手艺，难度太大。

另一个是从光源入手，如果物镜系统难以突破，可以加强光源来减轻物镜系统的涉及难度和镜片的加工精度要求：1）提高光源功率 2）更换更好的光源，比如清华大学唐传祥团队研究的SSMB光源就有替代EUV光刻机的极紫外光源的潜力。

以上总总可以看出芯片产业发展的不易，以此来看中芯这13台DUV还是远远不够的。最后祝福中国的芯片制造业，愿其发展顺遂。