聚焦光刻前沿中国光刻产业的“破局”与“新局”--访中国集成电路创新联盟理事长曹健林

  2024年10月15日，IWAPS在浙江嘉兴召开，仪器信息网有幸采访到了IWAPS会议主席、中国集成电路创新联盟理事长曹健林，请他分享当前国内光刻产业的破局之法与如何利用本土优势开辟新发展路径。

  光刻是集成电路制造最为核心、重要的一环，直接决定着芯片的性能。光刻机是集成电路制造的核心设备，全球半导体设备市场中光刻机占比超 24%。且随着半导体制程升级晶体管尺寸缩小，图案转移难度加大，光刻机的重要性和开支占比有望继续提升。2024年10月15日，第八届国际先进光刻技术研讨会（IWAPS）在浙江嘉兴召开，国际先进光刻技术研讨会(IWAPS)，基于中国，辐射全球。在国际光刻专家的鼎力支持下，在全球企业、高校、协会等支持下，IWAPS已形成了涵盖光刻设备、工艺检测和测量、掩模和材料、计算光刻、设计与工艺协同优化、新型光刻技术等主题的国际先进光刻交流平台。

  ，请他分享当前国内光刻技术发展现状、出口管制的影响及应对策略、未来发展的新趋势和国际合作等方面的见解。以下为视频采访详情：

  光刻是半导体前道工艺中很重要的环节，与之相关的材料装备及工艺技术，也是集成电路领域最为关键的部分。其所涉及的材料研究、装备研究、工艺研究都至关重要。中国集成电路产业若要发展，中国若要自主制造芯片，显然相关技术必须要得到解决、攻关，这也是发达国家对中国实施封锁的重点。应该说这些年特别是从 2008 年国家重大专项推进以来，我国在这方面已取得了显著的成功与进展，光刻相关的材料装备及工艺技术都在持续推进。例如，2008 年之前，我国尚未自主掌握 110 纳米技术。经过十余年努力，如今我国在 28 纳米及以上的成熟工艺方面已实现量产，相关的装备、材料及工艺均有重大的推进。然而，国际上目前正在开展极紫外（EUV）光刻相关工作，线 纳米级别，我国在这方面也在持续推进。但是推进到什么程度？怎么做？我想每个国家除了它把商品推到市场之外，各个国家甚至各个企业也都有自己的保密的要求。我们在

  ，我们也有很多进展，我相信国外的封锁只会促进中国人在这方面下更大的努力，投入更多的资源，集中更多的人力物力，包括我们的技术力量，我们会全力推进的。

  自新中国成立以来，发达国家始终对我国实施出口管制。可以说，在不同历史阶段，其出口管制的内容以及所设置的限度均有所变化。应该说从2017年之后，这种限制在加剧，且范围也在扩大。我国政府，无论是外交部，还是商务部、工信部等部门，都有过很多这方面的声明，他们都代表了国家的立场。在此需强调的是，现代科学技术处于持续发展与进步之中，这是其发展进程中的重要内容。中国有句唐诗，刘禹锡的名句：“旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”。中国人民正凭借自身努力，不断突破国外的管制。当然，若能便捷地购买某些物品、顺畅地进行交流，我们国家发展无疑会更快。然而，无法获取这些物品的情况，从另一方面增强了中国人民自主创新、自立自强的决心。因对方禁售，我国只能自主研发，这固然会遭遇困难，短期内也会对发展产生影响。

  但从长远视角对比来看，这种封锁和管制更能促使中国人民坚定自立自强的信念。因此，这种封锁和管制对于举国上下坚定信心、和管制是有益的。实际上，在我所经历的过去 20 年中，

  ，因为我们信念更坚，更努力投入更多资源以突破困境。实际上，中国的产业界、企业界乃至金融界，都在集中力量，国外的封锁和管制促使我们下定决心。

  光刻技术是很重要的，并且其对别的环节的带动作用十分显著。例如，正如大家所提到的，芯片的关键尺寸从 110 纳米不断缩小至 90 纳米、45 纳米、28 纳米、14 纳米，这对于精密机械（因需控制精度）、光学以及材料科学本身都有着极大的推动作用。中国从事这方面研究的人员数量颇为可观，在某些特定的程度上能够说是世界上顶级规模的研究队伍。若没有相应需求，从事此类研究的人员便不会向更高峰攀登。

  当前，国外实施封锁，国内有了切实需求，无法从外部购买相关这类的产品，需自主实现，因此这对于我国的基础研究，即精密机械、光学、材料、控制等基础技术探讨研究，都将是极为巨大的促进。事实上，我们已看到了这样的结果。

  在我国高新技术发展进程中，这样的一个问题一直是极为关键的一点。从需求侧角度而言，高新技术若要实现大规模发展，一定要具有现实需求，基本上所有的高新技术产业都是在需求的推动下发展起来的。若无需求，以我国集成电路产业为例，尽管我国人口众多，潜在需求不小甚至很大，但从经济学的有效需求概念来看，在国家经济贫困时期，需求无法转化为现实需求。就像在20世纪80年代之前，人们能有一个半导体收音机就很满足了，不会想到集成电路。我国集成电路产业自 2008 年之后开始快速地发展，其中一个重要的条件是国家设立了重大专项。彼时，我国集成电路产品的终端生产规模有变成全球最大的趋势。2008 年我国手机、电视、显示器等终端产品产值约为5万亿左右，至 2013 年，我国电子终端产品规模在全球居首，达到21万亿左右，这本身就产生了巨大的需求，这也是为什么我们进口的芯片在2010年以后就达到了千亿美元，2019 年前后达到峰值，接近 3000 多亿美元，现在略有下降，这其中重要原因之一便是国内芯片产业的发展满足了部分需求。当前，我国虽为全球最大的电子终端产品生产大国，但我国芯片产业尚不能够满足自身需求，但是毫无疑问中国的增长速率是最快的。

  此外，芯片产业除了对终端产品有强大的支撑作用外，对有关技术也有巨大的推动作用。本人出身光学领域，曾长期在中国科学院工作，所在研究所为光学精密机械研究所。若没有光刻装备这类将光学顶配水平技术凝聚其中的精密设备，科研人员会认为自身技术无用武之地，一方面得不到充足的项目支持，另一方面自身积极性也会受挫。以往可能撰写两篇论文后因缺乏需求便停止研究，但如今需求已成为现实，科研人员干劲十足。

  在光刻产业的政策支持方面，中国政府始终积极作为。全球的工业基础处于持续升级、不断向前发展的进程中，中国在其中发展速度之快是国际公认的，这正是发达国家对中国实施封锁的重要原因。很大程度上，他们是出于恐惧，因为中国发展迅猛，对其既得利益构成了威胁。我国在相关工作中付出诸多努力，目前仍在持续探索。若论及后续改进建议，我认为主要有两点。其一，对于这类任务，需长期且稳定地给予支持，即要持续推进重大国家项目。事实上，全世界内这类项目在初始阶段皆依赖国家支持，在后续不同发展时期则通过不同形式持续助力。美国、日本、欧盟及其成员国均有类似情况，各国都有各自的国家政策，投入规模亦相当可观。然而，每个国家的历史背景、当前现状以及未来发展目标不完全一样，因此各国都有契合自身国情的组织模式。作为社会主义国家，且原本基础相对薄弱，中国理应有自身独特的应对策略，我们实际上一直在积极探索、开创具有中国特色的组织模式。

  在未来十年内，与发达国家相比，我国需要补足短板，缩小差距。但对于中国而言，有一项独特优势。如前文所述，芯片技术、集成电路技术受需求驱动，中国的终端产品规模庞大，位居世界之首。例如，除了EUV还有新能源、电动汽车、高铁、家电，所有这些基本都和集成电路相关，像高电压大功率这样的集成电路产品。在此情形下，我们从始至终呼吁中国应有能力开拓自己的发展道路。所谓自己的道路，即中国依据自身需求定义所需芯片类型，再根据本国特殊需求，探寻经济上更可行、成本更低且更可靠的发展路径。当前还有 “一带一路” 倡议，世界上有众多发展中国家，人口更为庞大，我们大家可以借助这样一种我国能发挥关键作用的电子信息技术全球化路径，至少可实现与发达国家曾引领的全球化路径并行发展，我们有条件把这两条路都走好。

  这个问题也是我们从始至终在考虑的问题，近年来我们也一直做相关的呼吁。首先，对中国实施打压的主要是发达国家的部分政治家，他们借此来获得选票和一些财团的支持。但实际上，这些国家的民众、企业、科学家和技术人员可能并不想这样。原则上来说，科学技术应该是造福全人类的，是没有国界的，大家互相交流共同提高。而且今天的中国已经不是几十年前的中国了，现在我们的祖国是个很大的市场。2008 年后中国集成电路和电子信息产业加快速度进行发展，一是因为国家重大专项带来突破，二是全球金融危机下发达国家企业来华寻求市场，带来技术和产品，虽然后来限制加强，但他们也知道和我国交流的好处。因此我个人觉得除少数政治家外，发达国家的民众、科技界和企业界大多愿意与中国交流，我们也在积极推动。我们该创造一些更好的条件来促进交流，让他们更愿意来我国，比如来华访问、参加学术活动等。最后一点就是我们的祖国也应该积极地走出去，除了产品走出去之外，我们该创造条件，让我们的科学家们、企业家们有更多的机会去参加国际会议，参加各种展会，去和那些发达国家的同行们进行更扎扎实实的交流，这个应该是大家都很欢迎的。

  虽然近几年由于疫情和国际环境的变化，一些发达国家的政治人物对我们发表了一些不友好的言论，但越是在这样的情况下，我们也更应该坚定的开放，坚定的让我们的人敢于走出去。

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