摘要：光刻机为何物？为何如此金贵？
5月19日，长江存储终于盼来了自己的首台光刻机。当天中午，这台价值7200万美元、比黄金还金贵的设备，运抵了武汉天河机场。这台来自全球最大的芯片设备制造商——荷兰阿斯麦公司（ASML）的大家伙的到来，被外界看做中国芯片技术的重要突破。
好消息不止一个。就在几天前，据《日经亚洲评论》15日援引消息人士的话称，中国芯片加工企业中芯国际（SMIC）也与同一家企业——荷兰阿斯麦公司订购了其首台最先进的EUV（极紫外线）光刻机，价值1.2亿美元。消息称，这台几乎相当于中芯国际去年全部净利润的设备，将于2019年初交付。
5月19日，长江存储首台光刻机运抵武汉天河机场。
光刻机为何物？
光刻机为何物？为何如此金贵？
香港《明报》5月22日报道称，光刻机（又称曝光机）是生产大规模集成电路的核心设备，其作用是扫描曝光芯片晶圆，刻蚀集成电路。制造和维护需要高度的光学和电子工业基础，世界上只有少数厂家掌握。因此光刻机的价格昂贵，通常在3000万至5亿美元不等。目前，虽然尼康、佳能等对手都在勉力竞争，但是自飞利浦独立的阿斯麦公司掌握了90%以上的高端光刻机市场份额。精度愈高的光刻机，能生产出纳米尺寸愈小、功能更强大的芯片。
世界最新最先进的两代高端光刻机领域，即浸入式（Immersion）和极紫外线式（EUV）光刻机，全部由阿斯麦掌握核心技术。报道称，小于5纳米的芯片晶圆，目前只能用EUV光刻机生产。三星电子和台积电目前正竞争生产7纳米工艺技术芯片，这两家都订购了阿斯麦公司的EUV光刻机。目前，苹果iPhone X和iPhone 8系列的核心处理器芯片，采用的是台积电10纳米工艺技术，而今年即将推出的新款iPhone将使用7纳米工艺技术。
由此可知，拥有光刻机对芯片工艺的实现有着决定性的影响。
不断补足芯片量产短板
目前，在芯片技术的研发上中国已经有了飞速进展，但在制造量产上还是短板。这两台光刻机的引进将大大提高中国在芯片制造工艺上的水平。
据悉，19日运抵的光刻机只是长江存储的首台光刻机，陆续还会有多台运抵。报道称，该设备在相关的海关、商检及边防口岸的相关手续办理完成后，即可运至长江存储的工厂，可用于14-20纳米工艺。这也从侧面透露了长江存储3D NAND闪存芯片的工艺制程。
根据长江存储官网的介绍，2016年，紫光集团与国家集成电路产业投资基金、湖北科投等合资成立了长江存储，注册资本额为人民币386亿元。当年，长江存储启动了位于武汉的国家存储器基地的建设。2017年9月，项目一期的一号生产及动力厂房提前封顶，2018年4月11日，首批价值400万美元的芯片生产机正式进场安装。这标志着国家存储器基地从厂房建设阶段进入量产准备阶段，中国首批拥有完全自主知识产权的32层三维NAND闪存芯片将于年内量产。
4月27日，长江存储公司内展示的国家存储器基地建设现场。（新华社）
目前，长江存储的32层堆叠3D NAND闪存已经开始试产，不少产业链企业都拿到了样片测试，预计今年第四季度量产。另外据日本经济新闻今年2月22日报道，苹果正在与长江存储进行谈判，以购买其生产的NAND闪存芯片。据分析苹果首先将仅在面向中国国内的产品中采用。多名知情人士透露了上述消息。苹果讨论采用用于保存电子设备数据的NAND型闪存。苹果对半导体的品质要求很高，不少观点认为实际采用要到2020年之后。
如果能够和苹果这样的巨头签订大单，对于长江存储来说，将是一个巨大的好消息。对中国而言，这个交易也将有助于减少对外国芯片供应的依赖，因而愿意大举投资。另据紫光集团全球执行副总裁暨长江存储执行董事长高启全披露：长江存储的3D NAND Flash已经获得第一笔订单，总计10776颗芯片，将用于8GB USD存储卡产品。他在接受采访时强调：“这仅是刚刚开始”。
而对于中国内地规模最大、技术最先进的芯片制造企业，成立于2000年的中芯国际购买光刻机的举动也引发关注。据日经亚洲评论报道，据消息人士透露，中芯国际是在美国4月份对中兴通讯制裁后下达的订单。报道称，尽管中芯国际在这一市场仍落后于市场领先者两至三代技术，但是购买到目前世界最先进的EUV光刻机，彰显了其努力追赶的决心。据了解在2017年3月，中芯国际宣布将进军7纳米工艺技术的研发。而EUV光刻机则是现今唯一能够生产7纳米以下的设备，因此，其也被称为“突破摩尔定律的救星”。
中芯国际集成电路制造（北京）有限公司的工作人员在车间内忙碌。（新华社）
光刻机到底对中国禁不禁售？
物以稀为贵，作为世界上唯一能够制造EUV光刻机的厂商，并且产量极低，阿斯麦全部产能早在生产之前就被预订一空。根据《日经亚洲评论》提供的数据，今年，台积电已经向阿斯麦订购接近10台EUV光刻机，三星约为6台，英特尔为3台。而阿斯麦在4月中旬举行的财报会议上公开称，今年计划有20台EUV光刻机交付，但并没有说明订单详情。
由于《瓦森纳规定》的存在，阿斯麦公司接连对中国企业接单，引发一些质疑。《瓦森纳协定》又称瓦森纳安排机制，全称为《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳协定》，目前共有包括美国、日本、英国、俄罗斯等42个成员。尽管“瓦森纳安排”规定成员国自行决定是否发放敏感产品和技术的出口许可证，并在自愿基础上向“瓦森纳安排”其他成员通报有关信息。但“安排”实际上完全受美国控制。而中国、朝鲜、伊朗、利比亚等国均在被限制国家名单之中。当“瓦森纳安排”某一国家拟向中国出口某项高科技技术时，美国甚至直接出面干涉，如捷克拟向中国出口“无源雷达设备”时，美便向捷克施加压力，迫使捷克停止这项交易。
此前曾有一种说法，认为最高端的光刻机技术受到《瓦森纳协定》影响，被禁止向中国大陆出售。然而，阿斯麦公司发言人则对《日经亚洲评论》表示，该企业对包括中国客户在内的全球客户都一视同仁。而且，向中国出售EUV光刻机并没有违反《瓦森纳协定》。
事实上，从中芯国际的官网可以了解到，中芯国际早在2014年10月27日，已经与阿麦斯公司签订过一份光刻设备批量购买协议。这份批量购买订单价值近4.5亿欧元。阿斯麦总裁兼CEO彼得·温尼克（Peter Wennink）在当时就表示：“中国对我们来说，是很重要的市场。通过这个协议，我们希望能在中国客户中增加市场份额，占稳一席之地。”
2017年10月，阿斯麦中国区总裁金泳璇在接受台湾《电子时报》的采访时也表示，阿斯麦对大陆芯片厂与国际客户一视同仁，只要客户下单，EUV要进口到中国完全没有任何问题。在交期方面，所有客户也都完全一致，从下单到正式交货，均为21个月。金泳璇当时就曾透露，目前已有大陆芯片厂巨头与阿斯麦展开7纳米工艺制程的EUV订单洽谈，2019年大陆首台EUV可望落地。而这对中国芯片厂来说无疑是一个好消息。
台湾“中央社”称，从2019年半导体芯片将进入7纳米时代开始（现在处于10纳米时代），EUV光刻机可以被称为战略性设备，没有它就会使芯片制造寸步难行。
芯片国产化进程提速
关于购买光刻机的消息还有更多。就在5月21日，上海华力集成电路制造有限公司建设和营运的12英寸集成电路生产线项目实现首台工艺设备——光刻机搬入， 此次搬入的首台工艺设备为阿斯麦公司的NXT 1980Di光刻机，是目前中国大陆集成电路生产线上最先进的浸没式光刻机。据了解，华力12英寸先进生产线建设项目总投资387亿元人民币，被列为国家《“十三五”集成电路产业重大生产力布局规划》。该项目主要从事逻辑芯片生产，重点服务国内设计企业先进芯片的制造需求，并满足部分事关国家信息安全的重点芯片制造。根据规划，该项目将建成月产能4万片的12英寸集成电路芯片生产线，工艺覆盖28-14纳米技术节点。项目计划于2022年底达到产能目标。
除了资金和技术人才的投入外，为推进《国家集成电路产业推进纲要》落地，我国将针对集成电路先进工艺和智能传感器创新能力不足等问题，出台一系列政策“组合拳”，加速多个重点关键产品和技术的攻关，以此促进我国集成电路产业的快速健康发展，并缩小我国集成电路产业和世界先进水平的差距。据国家制造强国建设战略咨询委员会制定的产业发展目标，到2020年我国集成电路产业与国际先进水平的差距将逐步缩小，全行业销售收入年均增速超过20%。到2030年，集成电路产业链主要环节达到国际先进水平，一批企业进入国际第一梯队，产业实现跨越式发展。我国“国产替代”的研发能力和生产进度都在不断提速中。