奇妙海燕A8iIy

2025-11-07 22:03

2025年秋天,俄罗斯又把自家的光刻路线图往前推进一步,打算把一个看起来很规矩的长期计划分成三段走完,目标是在2037年前达到亚10纳米级别。这个时间表里有具体年份和技术节点,让人一眼就能看出他们的节奏:先打通60到40再到28最后想办法上到10以下,把计划摆出来有利也有压力,好处是清楚明白,问题是每一步都得解决不少技术细节和配套问题。

这条路为什么要走,背景很直接。2022年那场地缘冲突之后,西方国家对俄罗斯的高端芯片和设备实行了限制措施,无论是军用还是民用电子产品的生产都受到了影响,在国内找不到关键设备的时候就只能自己想办法补缺,而光刻机几乎被普遍认为是半导体制造领域的核心所在,目前全世界最先进的设备基本上都要依赖于荷兰的一家工厂供应,这种垄断局面使得受到制裁的一方很难有回旋的空间存在。这家荷兰公司的DUV机单台价格动辄就是几千万美元级别,EUV则更是上千万再往上翻一倍多的情况屡见不鲜出现,面对如此高昂的成本门槛时,俄罗斯选择了不同的方向路径:既不是去复制极紫外光刻技术路线,也不是与现有道路展开正面竞争对抗,而是转向去做X射线无掩模光刻。

这条路的逻辑比较简单,X射线波长比极紫外短很多倍,从物理角度说分辨率更高。去掉光罩的想法也是为了省钱省步骤,两三年前圣彼得堡一支团队宣称他们造了一个复合装置,里面有无掩模投影器和配套等离子体化学蚀刻设备,那个投影装置给出的制造成本也不高,按照他们的说法几百万卢布能做一台,换成人民币就是十几万到几十万的样子,这么算下来如果完全不考虑良率和产能问题,投入买一台西方DUV的钱理论上能在他们那儿买到上千台。

他们也做了些实验对比,研究组在实验里测过等辐射功率下的利用率,X射线穿透性强、散射少,一倍半到两倍左右,下诺夫哥罗德一个研究所给出的样片显示,单幅图像上可以刻出约7纳米宽的线条,这种演示经常作为突破性的证据出现。部分设备被用于实际应用测试,声称在雷达器件上延长了寿命、在小型太阳能电池板上提高了多云天气时的输出,考虑到实际应用往往军民结合,这样的说法会得到国内决策层的关注。

政府层面也并非没有实际行动,2022年有些高校就拿到了好几亿卢布的研究经费,后来科研机构和企业间的合作被鼓励起来,去年又有了更大的信贷支持,给那些专门负责集成电路工艺以及精密设备的公司输血。路线图在2025年再次更新时更具体了一些,在第一阶段想要到 2026-2028 年达到大约 60 – 40 纳米可用性,他们想利用所谓的双镜物镜系统控制光路走向,把曝光区域变成3毫米见方大小,并且设定每小时加工五片晶圆的目标,为了解决镜子反射问题,提出了用钌铍合金作为涂层的想法。至于第二阶段目标,则是2029 – 2032年内攻克28纳米难关并考虑使用多层涂布的方法,第三阶段从2033年起以后,计划换上11.2纳米左右氙气等离子体光源来应对亚10纳米水平。

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这些东西有现实的理性,也有不少难点。大家公开质疑的东西也就几个点:X光源根本无法长期稳定;没有掩模就只能一个一个写或者扫描,得要有极快的写入速度和对位精度;要在基板上反复、稳定的刻出纳秒级图形,设备定位精度至少要到十纳米才行;辐射防护问题更甚一筹;高反射率且耐受高能辐射的镜面涂层本来就很困难做出来;还有人说花钱在一台机器上的数字不能说明全部情况,后续设备良率、维修难度、故障率、寿命等运行成本可能会把低价吃掉一大块。

在产业基础上,俄罗斯的情况也是摆在桌面上的。到2025年,他们卡住的是制程上的65纳米节点,去年才刚把350纳米做成了量产,28纳米工厂还在建里头,跟全世界主流厂商相比,那些已经走到3纳米甚至更小节点的国家明显是领先的,在技术、装备、材料以及高级人才等积累方面也不是短时间内就能追得上的。再加上外部供应链受限之后,想要进口高端材料和设备就变得更加困难了。放眼国际环境而言,ASML本身也承认X射线技术有些地方是有潜力可挖的,但真正开始把这些路子走通并实现产业化规模化发展尝试的人当中,大多数都是美国公司的行为,而并不是说俄罗斯这边就是这个领域当中的主导者。

像所有新路线一样,时间表满是风险。官方曾经在不同的场合说过要在2028年达到7纳米生产,但是独立专家普遍觉得这个时间很紧,推迟的可能性很大。到2025年11月为止,可以被公开核查的进展还是从实验室样片过渡到了测试机原型,并没有确切证据表明已经达到了批量生产的阶段。对于一些宣称的性能指标来说,外部审核和复现也不完全充足。

战略层面,这事儿得分两层看,要是他们能把无掩模X射线技术做到稳定可靠,形成一定的产能,就可能打破一部分对外设备的依赖,在小批量、专用或者军民结合芯片方面提供一些帮助,特殊情况下俄罗斯可以少量多次自给自足,缓解被切断供给链的压力。但要在全球代工领域直接跟现存的大厂竞争,短时间内很难办到,大厂的产能、配套材料、供应链管理以及研发投入规模都是长时间积累起来的结果,光靠低价设备想要弯道超车很困难。

人才和研发层面,有些人长期搞国产化还是有人在坚持,一些老工程师学者几十年一直在国内处理器系统架构上做工作。现在有的国产处理器系列速度不如主流产品,核心数频率也不如人家,但自主可控、替代进口这些战略资产属性还在,在高性能计算项目中也离不开这些国产核心,打算到2030年左右建若干套大系统的规模,数量构成就看本土CPU GPU生态能走到哪一步。

观察未来几年有几个检验点,2026年那几个测试机会到没有达到他们的设计要求,2028年能够真正地完成第一轮的7nm试生产,并且资金还能不断地投入、良率与产量还能够达到工业化使用的需求,如果每一个条件都能够向前推动的话,在某个细分市场当中,X射线无掩模路线会有自己的一席之地。反之亦然。

总的看法是这样的: 外部压力之下选择另外一条技术路线,这算是比较务实的反应。实验室数据加上单幅7纳米演示表明这个方向存在物理可行的可能性,在小规模应用层面也会带来好处,不过从实验成果走向工业化、从小批量试产变成大规模量产,其间还有很长一段距离要走,这条路能不能走得通既取决于技术和资金材料人等能否到位,眼下更为现实的是这项工作短期内不可能替代全球主导者地位,如果能长期坚持并攻克一些关键性难题,则会在某些具体场景中发挥作用,并且有可能改变未来某部分细分市场的格局走势。

内容来自今日头条