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餘鵬鯤:清華光源對自主光刻機追趕突破意義大嗎?
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近期,清華加速器光源的重大突破在《自然》上發表和武漢弘芯基本宣佈死亡的新聞幾乎同時發生,一生一死、一喜一悲的兩件事撞在一起,構成了中國半導體產業的隱喻。
SSMB原理驗證實驗示意圖 圖片來源:《自然》
有人説:“清華大學的新成果,驗證了SSMB的原理,自主光刻機有希望了”。時間倒回到2017年,弘芯成立時,肯定也有人説:“弘芯要在三年內分別建成14nm和7nm的生產線,中國半導體有希望了”。
德淮半導體、晉華、中晟宏芯、格芯、華芯通、德科碼、弘芯……近年來,一大批寄託着中國芯片生產設計希望的企業倒下了,殘酷的現實讓人們不得不重新思考“希望”一詞的含義。從辯證地角度看,任何事物都有兩面性,世界是在運動的,自然一切和半導體生產有關的項目,都是有希望的,而且這個希望會運動、會發展,是有可能變成事實的。過去輿論的主流,是這麼看待上馬半導體新項目的。
但是客觀地把握事物的矛盾,既要堅持兩點論,更要堅持重點論。剛出生的蛋,那就是蛋,只有即將破殼的蛋,才能被稱為小雞。同理,只有1%甚至1‰的希望的項目,不能稱為有希望。哪怕有10%甚至更多的希望,也可以認為是沒希望。一味地強調有希望,但拒絕進一步評估時間點和可行性的項目都是對發展機遇和投資資金的浪費。
值得慶幸的是,絕大多數普通民眾已經開始用這種成熟地心態看待中國半導體突破。
2月25日,清華大學工程物理系教授唐傳祥研究組與來自亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心(HZB)以及德國聯邦物理技術研究院(PTB)的合作團隊在《自然》(Nature)上發表了題為“穩態微聚束原理的實驗演示”的研究論文,報告了一種新型粒子加速器光源“穩態微聚束”(SSMB)的首個原理驗證實驗。根據媒體報道,SSMB可能製造更高功率的EUV光刻光源,有望為光刻機自主研發提供重要支撐。
在這個新聞的下面,很多網友從論文發表、技術落地、保密和技術協作方面發表了很多意見和建議。從這些建言中,我們既感受到網友盼望中國半導體自強的迫切願望,又體會到近年來芯片設計和生產項目頻繁失敗對民眾熱情的打擊。
那麼作為尖端科技突破的SSMB光源,在十年內,能幫助高端自主光刻機實現有效追趕嗎?還是幾乎沒有成功的希望?
很不幸,這一技術突破屬於後者。
SSMB光源短時間內難以產業化
當然,首先要聲明的是,SSMB光源不是弘芯這樣程序有問題的項目,它誕生的流程是科學的規範的。SSMB光源更不是漢芯這樣存在欺詐的項目,它的意義是重大的、明顯的,代表了中國粒子加速器和同步輻射領域的頂級水平。也確有可能成為國產EUV光刻機的技術方案,就是可能性很可能遠小於合理水平。
但如果SSMB光源走的是產學研聯合的道路,不可能不與國內外的企業進行合作。而企業出於自身利益的考量,是不願意捂成果的,不會幹三年不鳴、一鳴驚人的事。從企業的角度出發,這一點非常好理解,哪怕是提前將消息放出去,也能起到打擊競爭對手、吸引投資、引導高校和其它企業研究的作用。因此如果是SSMB光源是產學研聯合項目,只要不是因為國防保密,相關新聞應當早就有了。
此外,SSMB光源的合作團隊亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心(HZB),也激起了懷疑。對普通人而言,HZB是一個陌生的名詞,而在材料圈,HZB則家喻户曉。它出名的原因,正是喜歡和全世界的科研機構進行合作,合作的項目具備以下一些特點:
週期特別長,例如這次SSMB光源的驗證試驗,僅試驗本身就花費了整整三年,更不用説還有前期積累和理論論證。由於涉及的物理效應多、實驗難度大,清華團隊成員曾先後8次前往柏林,參與從實驗準備到操作的各個環節。
試驗成本特別高昂,以近年來的幾個例子為例,HZB曾經和英國劍橋大學、倫敦帝國理工學院、俄勒岡州立大學、印度塔塔基礎研究院、清華大學、蘇州大學、浙江大學、波茨坦大學、加州理工大學、瑞典林雪平大學、伊爾梅瑙理工大學、巴西核能研究所、加拿大國家農業研究所和弗勞恩霍夫太陽能系統研究所在鈣鈦礦、有機半導體和複雜的納米複合膜方面開展了大量的合作研究。這些試驗的耗材成本(不包括已有儀器和投入的人力)至少都在幾十萬人民幣以上,幾百萬人民幣的也不鮮見。
論文發表期刊極其高端,與高昂的試驗經費相符的是,這些合作發表的論文也特別高端,基本都是各領域的頂刊,也有很多是《Nature》的子刊,《Nature》的正刊也為數不少。
學術影響力特別大,由於HZB聘用人員眾多,且對中國研究者較為開放,我國幾乎所有雙一流高校都有在HZB的有研究經歷的學者。這一點也並非我國僅有,很多國家的科研機構都出現了類似的現象。
研究的成果大部分屬於“實驗室特別行,實用效果一言難盡”的類型。如果説前面的幾點是對HZB的讚美,這一點就是對HZB的批評了。這並不是研究者的能力問題,鈣鈦礦、有機半導體、複雜的納米複合膜等領域,離開了試驗室能不能實戰,有沒有市場競爭力早就是圈內人眾所周知的祕密了。
當然,整個亥姆霍茲國家研究聯合會,就是着眼於前瞻式的基礎研究。既然是基礎研究,那麼二十年乃至更長的時間不能實用也很正常,進一步説,科學研究是要允許失敗的。
- 本文僅代表作者個人觀點。
- 責任編輯: 一鳴 
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