中國造不出光刻機？中科大副院長：美國造不出，中國永遠都不可能

2024年9月，中國科學技術大學原副校長朱士堯一句“美國尚且無法實現，中國單靠自身力量絕無可能突破”，瞬間引爆全網輿論，光刻機議題再度成為全民熱議焦點。

部分網友批評其言辭過于悲觀，有損民族信心；也有業內人士盛贊他撕開了行業過度渲染的遮羞布，道出了技術攻堅中最堅硬的現實邏輯。

這句話聽來刺耳，卻精準擊中了全球半導體產業鏈最底層的運行法則。

當今世界最先進的極紫外（EUV）光刻系統，并非某國閉門造車的成果，而是橫跨歐、美、亞三大洲，由數十個國家數百家頂尖科研機構與制造企業共同編織的技術網絡結晶——即便由美國主導協調，也難以完成全部技術閉環；而中國若試圖脫離這一全球協作體系獨自突圍，無異于在沒有地基的前提下建造摩天大樓。

不少中老年讀者常年聽到“光刻機”“制程工藝”等術語刷屏，卻未必清楚它究竟承擔何種功能。我們不妨用最直白的方式解釋：你正在使用的5G手機、聯網的智能空調、甚至車載導航系統，之所以能開機、聯網、運算、響應指令，全依賴內部那枚指甲蓋大小的芯片。

一旦缺失芯片，這些設備將徹底喪失數字功能，淪為無法啟動、無法交互的電子空殼，連基本通電運轉都成問題。

而芯片制造環節中，最具決定性、不可替代的核心裝備，正是光刻機——哪怕設計圖紙再先進、架構再精妙，若無法通過光刻工藝將電路圖精準轉印至硅晶圓表面，所有前期投入都將歸零。這就像畫家畫出絕世名作卻找不到畫布，再高超的構思也無法落地為實體產品。

尤其是用于7納米及以下先進制程的EUV光刻機，其制造復雜度已逼近人類精密工程能力的極限邊界！

你或許難以置信：一臺EUV光刻設備凈重達180噸，相當于滿載的波音737客機重量；整機集成超過10萬個高可靠性零部件，任意一個微米級誤差或裝配偏差，都會導致整機失效，停擺即成常態。

更嚴峻的是，這10萬多個關鍵組件，沒有任何單一國家具備全鏈條自主生產能力。必須依賴全球范圍內約5000家頭部供應商，分別提供各自領域內達到“天花板級”性能的子系統與元器件，才有可能拼湊出一臺可商用的EUV整機。

每一項指標都嚴苛到毫厘不容失：光學路徑誤差需控制在0.001納米以內，機械定位重復精度要求優于0.2納米，真空腔體潔凈度須達每立方米少于1個0.1微米顆粒——任何一項未達標，整機即宣告報廢，毫無妥協空間。

以EUV系統最核心的反射式光學鏡頭組為例，目前全球僅德國卡爾蔡司公司掌握全套設計與制造能力，別無分號可尋！

該鏡頭的面形平整度誤差必須穩定維持在0.1納米以內，相當于把整個鏡面放大到北京市區面積，其最高點與最低點落差不能超過一根頭發絲直徑的十萬分之一。肉眼完全不可辨識，普通電子顯微鏡亦無法直接觀測，唯有借助原子力顯微鏡逐點掃描才能驗證。

蔡司為此項目歷時八年持續攻關，累計投入逾10億歐元資金，集結來自德、美、日、荷等十余國的三百余名頂級光學物理學家與精密工程師，歷經上萬次鍍膜—檢測—修正循環，最終才交付首批合格鏡片。

即便是科技實力全球領先的美國，動用國家級實驗室資源聯合攻關，至今仍未突破此項工藝壁壘，這就是當前真實存在的代際鴻溝！

除光學系統外，EUV光源模塊同樣堪稱工程奇跡中的奇跡！目前全球僅有美國Cymer（現屬ASML）與德國通快（TRUMPF）兩家公司實現量產應用。

其工作原理是將液態錫金屬霧化為直徑僅數微米的微小液滴，再以兩束超強脈沖激光先后轟擊——首束預熱，次束主擊，使錫滴瞬時升溫至22萬攝氏度，激發出所需波長的極紫外光。該溫度約為太陽表面溫度（約5500℃）的40倍，稍有參數失控，便會發生劇烈等離子體爆燃，直接損毀價值數億美元的光學元件。

更為嚴苛的是，這套加熱—發光—冷卻全過程需以每秒5萬次的頻率穩定循環，每次能量波動幅度不得超過±0.3%，否則輸出光子通量將劇烈抖動，導致芯片線寬嚴重失真，良率斷崖式下跌。

如此極端工況下的系統穩定性，不僅中國尚未攻克，就連美國也只能掌控其中部分子系統，整套光源裝置仍需依賴德美聯合體協同交付。

至于承載晶圓高速運動與精確定位的雙工件臺系統，則是荷蘭ASML公司的專屬護城河，技術封鎖等級極高，連圖紙都不對外公開。

其核心部件中，超高剛性空氣軸承產自瑞典SKF集團，動態響應精度達亞納米級；納米級流量調控閥件由法國泰雷茲旗下子公司獨家供應；運動控制系統軟件則深度綁定德國西門子工業平臺——任一環節缺位，整套雙工件臺即失去同步能力，光刻工序自動中斷。

正因EUV光刻機集成了人類當前最尖端的材料科學、量子光學、超精密機械、真空物理、人工智能控制等十余個前沿學科成果，迄今全球僅ASML一家實現穩定量產供貨。

美國英特爾曾牽頭組建“EUV LLC”聯盟，整合勞倫斯利弗莫爾、桑迪亞等六大國家實驗室資源，耗資超20億美元、歷時近十年，最終仍止步于原型機階段；德國、日本等工業強國亦多次嘗試破局，均未能跨越從實驗室樣機到工業級產品的生死門檻。

自然會有人質疑：美國坐擁全球最強科研體系與最雄厚資本，為何始終無法獨立研制成功？答案就藏在那段被塵封的歷史里。

上世紀九十年代末，美國能源部聯合英特爾、摩托羅拉等巨頭發起EUV先導計劃，動員全國頂尖高校與軍工復合體力量，目標明確指向擺脫對日本尼康與佳能的設備依賴。然而歷經十余年高強度投入后，項目被迫終止，最終轉向與ASML合作共建技術平臺。

日本尼康也曾傾盡全力押注EUV路線，前后投入超8億美元研發經費，組建千人規模專項團隊，但連續七年未能解決掩模版污染與光源功率衰減兩大頑疾，最終黯然退出EUV主賽道，全面轉向深紫外（DUV）技術深耕。

視線轉回國內，關于“中國光刻機困局”的誤讀從未停止。

所謂“中國造不出光刻機”，實屬偷換概念的誤導性表述！我國早已實現光刻機自主研發與批量交付，只是尚未邁入EUV這一最高端層級，切勿將“尚未抵達”等同于“永遠無法企及”。

上海微電子裝備（SMEE）目前已實現SSA600系列DUV光刻機的規模化量產，支持28納米成熟制程節點，整機平均良率達到92.3%，已通過多家晶圓廠產線驗證并正式導入量產流程。

這意味著每加工100片晶圓，至少有92片可滿足商用標準，足以支撐5G基站射頻芯片、汽車MCU控制器、物聯網通信模組等大量終端產品的國產化供應。

尤為關鍵的是，該機型整機國產化率已達83.6%，包括曝光光學系統、精密運動平臺、環境溫控模塊在內的七大核心子系統均由國內科研院所與龍頭企業聯合攻關完成，對外依存度大幅降低。

或許你會追問：既然DUV已具規模，為何EUV遲遲未能突破？答案并非主觀懈怠，而是客觀約束下的必然節奏。

首要障礙在于西方國家實施的嚴密技術圍堵——EUV所需的氟化鈣晶體、多層膜反射鏡、高功率CO?激光器等37類核心部件，全部被列入《瓦森納協定》出口管制清單，嚴禁向中國轉移相關技術與成品。

其次，EUV本質是一項典型的“超級系統工程”，必須依托德國的光學設計能力、美國的光源物理建模能力、瑞典的超精密軸承制造能力、法國的微流體控制技術、日本的特種材料加工能力，以及荷蘭ASML長達三十年積累的系統集成經驗——五大支柱缺一不可，這是產業演進規律決定的客觀現實，而非推諉之詞。

此外，光刻機并非簡單拼裝即可投入使用。整機調試周期普遍長達8至14個月，涉及3800余項獨立參數標定，涵蓋溫度梯度補償、振動頻譜抑制、氣體成分凈化、激光脈沖整形等多個維度。其中僅環境溫控一項，就要求恒溫艙內任意兩點間溫差長期穩定在±0.001℃以內，這對基礎工業配套能力提出前所未有的挑戰。

朱士堯教授所言“美國尚且無法實現，中國單靠自身力量絕無可能突破”，既非唱衰論調，亦非消極退縮，而是基于全球半導體發展史與工程技術規律作出的專業判斷。

EUV研發不存在彎道超車捷徑，它需要跨學科知識沉淀、跨國界技術互信、跨世代人才梯隊建設，更需要尊重科學規律的耐心與定力。

當下我們雖暫未掌握EUV整機技術，但已在關鍵征途上邁出堅實步伐！

上海微電子的DUV光刻機不僅填補了國內空白，更構建起覆蓋設計—制造—檢測—封裝的完整技術驗證閉環，零部件自主替代比例正以每年12%的速度穩步提升，逐步削弱外部供應鏈風險，這本身就是一種實質性突破，值得充分肯定，無需妄自菲薄。

半導體產業的成長軌跡，從來不是百米沖刺，而是一場跨越數十年的馬拉松。

外部封鎖越嚴密，我們越需沉心靜氣夯實底層能力；技術代差越顯著，我們越要錨定方向加速原始創新。唯有堅持走自主創新之路，才能真正打破“卡脖子”困局。

我們不必盲目鼓吹“舉國之力速勝論”，也不應陷入“技術絕望悲觀論”。清醒認知差距，理性評估路徑，扎實積累每一項基礎工藝、每一個核心算法、每一類特種材料，終將在時間的復利效應下，迎來屬于中國自己的EUV光刻機誕生時刻，徹底扭轉芯片產業受制于人的被動局面，牢牢握緊大國科技命脈的主動權！