中國推動半導體自主,近期有兩個值得留意的進展:國產浸潤式 DUV 光刻機據報已進入小量生產;記憶體廠長鑫存儲(CXMT)亦開始小規模生產 HBM3E,供內地 AI 晶片開發商測試。
不過,兩者都不等於中國已追上最尖端的 EUV(極紫外光)光刻。最關鍵的分別是:浸潤式 DUV 可以透過更多製程步驟延伸能力;EUV 則是現時最先進邏輯晶片量產的核心平台,難度不只是「造到一部機」咁簡單。
EUV 差距:有進步,但仍是以多年計
德國蔡司(Zeiss)半導體業務主管 Frank Rohmund 表示,中國要自行開發 EUV 光刻設備,約需 15 年是「合理假設」,但他亦強調,中國實際進度難以精確量化。UBS 的看法同樣審慎:其分析把中國光刻能力大致比作 ASML 在 2004 年的水平,並認為國產 EUV 在未來十年內不太可能取代現有供應。
這不代表中國未來 15 年不會進步,而是指由原型或單項突破,走到可在晶圓廠持續、可靠、高良率地運作的量產平台,中間有很長一段路。光學、光源、晶圓傳送、控制軟件、量測、維修支援、良率和產能,缺一不可。
ASML 加 Zeiss,難複製在哪裏?
ASML 是目前全球唯一商業化生產 EUV 光刻系統的公司;Zeiss 則是其 EUV 系統光學設備的獨家供應商。
EUV 是製造最先進晶片的重要技術,當中包括 Nvidia AI 加速器所用的處理器。Zeiss 形容,其 EUV 光學系統由超高精度反射鏡及機電系統組成,是 EUV 設備的關鍵部件。
所以,真正的挑戰不只是設計一台掃描器,而是建立一整套高度專門化的工業體系:能造出極精密零件、將它們整合起來,並在高產量晶圓廠環境下長期維持表現。
沒有 EUV,浸潤式 DUV 可否頂住?
浸潤式 DUV 仍然非常重要。它在鏡頭與晶圓之間加入一層純水,以提升解像能力;再配合多重圖案化(multi-patterning),可把單次曝光以外的線寬再推前。
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但代價是製程步驟更多。問題不只是「可不可以造出一粒先進晶片」,而是能否以具競爭力的成本、良率、速度及產量去造。對最先進邏輯晶片及講求能效的 AI 硬件來說,EUV 的優勢正正在此。
國產浸潤式 DUV:所謂「量產」,目前仍是早期爬坡
路透社報道,一個具國資背景的上海項目已開始生產國產浸潤式 DUV 光刻機,計劃在 2026 年生產約 5 部、2027 年約 20 部。據報首批客戶包括中芯國際(SMIC)、華虹半導體及 CXMT。
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這兩個數字同時說明了其意義和限制:
- 意義: 中國正建立本土設備選項,切入長期由海外供應商主導、而且對先進製造十分重要的工具類別。
- 限制: 一年 5 部仍屬試點級別的產能。報道指首批設備是供產線驗證,尚需進一步測試,並非已在晶圓廠成熟地大規模部署。
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亦要小心分辨不同公司的進度。新一輪浸潤式 DUV 項目與上海國資背景製造商,以及中芯國際測試裕量昇設備的消息有關;至於上海微電子裝備(SMEE),另有報道指其 90 納米級 DUV 系統已量產,並正開發 28 納米浸潤式型號。現有公開報道尚不足以證明 SMEE 的 28 納米浸潤式平台已獲廣泛、獨立驗證並投入高產量生產。
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換言之,現階段的「量產」應理解為 有限度製造開始啟動,不是已追平 ASML 設備的吞吐量、可靠性、套刻精度、裝機規模或供應商生態。
出口管制:既是限制,也令本土化更有誘因
美國主導的出口限制令中國無法取得 ASML 的 EUV 系統,同時亦提高了國產設備項目的戰略重要性。
Rohmund 認為,若把限制再擴展至較舊一代的 DUV 設備,效果可能適得其反。他的理由是,進一步限制未必能令中國停止研發,反而可能加快其尋找本土替代品的創新速度。
這是對誘因的判斷,並非說管制沒有影響。管制確實會限制取得當前最頂尖設備;但若連較成熟工具也更難取得,便可能促使中國在規模龐大的 DUV 市場加碼投資國產替代方案。
CXMT 的 HBM3E:另一條 AI 供應鏈戰線
AI 晶片不只需要先進邏輯製程,亦需要高頻寬記憶體(HBM)。CXMT 據報已開始小規模生產 HBM3E,阿里巴巴旗下晶片設計單位平頭哥及寒武紀等中國 AI 晶片開發商正在測試,CXMT 目標在 2027 年擴大產量。
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這是重要一步,因為它有望為中國 AI 加速器提供本土先進記憶體來源。不過,現況仍是小量生產及客戶驗證。報道指,CXMT 的產品世代約較三星電子、SK hynix 及美光已量產的產品落後一代,而其大規模製造能力仍未獲證實。
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總結:DUV 與 HBM 有落地訊號,EUV 仍是更深的系統性差距
國產浸潤式 DUV 開始小量出貨、CXMT 推進 HBM3E 試產,顯示中國部分先進晶片供應鏈正由研發和路線圖走向實際部署。
但 EUV 的門檻明顯更高。ASML 在掃描器的獨特地位,以及 Zeiss 對 EUV 光學的獨家供應角色,都說明自研 EUV 不是靠單一技術突破就能完成。按 Rohmund 和 UBS 的評估,中國要建立具競爭力、可大規模量產的 EUV 平台,時間尺度仍是十年以上,而不是今輪 DUV 擴產周期內可以完成的事。