中国光刻机数十年颠簸前进 至暗时刻先坐稳才能超车

中国发展光刻机数十年来投入过极为惊人的资金，但到目前仍未摆脱美国技术禁运的困境。图为中国上海微电子光刻机。（图／上海微电子）

半导体产业具有代表性的光刻机近几年来一直是美国等西方国家用来对中国先进科技「卡脖子」的标志，在中国可说人尽皆知。其实中国发展光刻机的历史很早就开始，只是因为经济体制与产业政策错过了技术生根与本土化发展，与很多国家一样，在全球化的发展过程中失去自身技术的立足点，以致对全球化产生依赖，加上过早地与美国展开的战略竞争，在外交实力对阵上落入下风。

中国半导体工业发展是上世纪七十年代才开始，最初是因国防工业需要而启动，从1970年代起步，算起来并不算慢。其中有一位1961年在清华大学毕业担任助教的徐端颐，文革期间被下放农村种了10年田，突然在1971年的某天被官员叫到去北京清华大学参与一个数百人的团队，目的要研制自动光刻机与分步重复照相机，主要作国防工业之用。

中国1971年制造出的首台光刻机，仅实验用，从未正式生产。（图／萨科微半导体）

依据中国官方数据，国内首部光刻机是1966年由中科院完成，称为65型接触式光刻机，但这项信息有点疑问，很可能这台机器只能用于验证理论，并无实际生产能力。徐端颐加入清华大学与中科院研究团队后，一直到1977年才完成最早的一台GK-3型半自动接触式光刻机。距离美国GCA公司在1961年制造出第一台商用步进式重复掩膜光刻机，已相差了至少16年。

徐端颐和他的团队成员后来在1980年再研制出中国第一台投影式光刻机，1985年中科院45所也研制出步进式投影光刻机，被认定达到了1978年美国GCA公司推出的光刻机水准，与世界先进水平缩短了差距。而此时日本的尼康公司已提前一年推出量产型自动化步进式光刻机。

1991年清华大学研制的第三代「自动对准分步投影光刻机」在北京参展。图为徐端颐（中）向与会专家介绍光刻机研发情况。（图／萨科微半导体）

往后到1995年的10年当中，中共再度发挥「举国体制」优势，动员了大量人力与物力，包括许多从美国找回来的学者与研究人员，由国务院相关部委牵头组织了半导体「三大战役」：531战略、908工程、909工程，这些项目命名都是延用过去军事部门的色彩，以数字代称，目的是「保密」。

由此可见，中国在科技研发上，一直带有强烈的国防与军事色彩，科技不仅要用于战争，科技竞争本身就是一场无烟硝的战争。这是数十年前战争年代留下来的思维，不断地灌输在新一代中国人的思想中，直到现在也还在左右中国人的思维方式。

中国第二代投影式光刻机。（图／萨科微半导体）

改革开放后美、日等国的光刻机厂商都看好中国市场，当时中国光刻机才刚起步，技术上缺乏竞争力，美日厂商为迅速抢占中国光刻机市场，除了削价竞争，还特别为推出「买光刻机，送出国游」的福利，原本依政策指令要购买国产光刻机的企业，纷纷取消国产设备订单。当时财政改革要求国营企业自负盈亏，国家财政紧缩，国产光刻机设备厂只得缩编减员，有的开食堂做副业度过难关，更多的直接关厂大吉。

参与了首部光刻机研发的徐端颐退出光刻机研发领域后，转向研发激光光盘，获得极大成功，成为激光光盘技术的重要人物。（图／搜狐网）

参与了首部光刻机研发的徐端颐也退出光刻机研发领域，自己向清华借了一笔60万人民币的经费转向研发激光光盘，研究结果极为成功，不只拿到中国国家发明2等奖，还获得了可擦写光盘技术专利，受邀参与国际光盘标准的制订，成为闻名全球的科技翘楚。

进入21世纪后，随者网络泡沫兴起，半导体成为最热门的产业，中国在2002年重启「863重大科技攻关计划」，再投入大量经费研制新型光刻机，订定了2015年研发出45nm光刻机、实现65nm量产的目标，还要在2020年推出22nm光刻机，这些目标后来全部都没有实现。

光刻机是半导体产业具有代表性的重要设备，近几年来一直是美国等西方国家用来对中国先进科技「卡脖子」的标志，在中国可说人尽皆知。（图／ASML）

2007年在中国光刻机最顶尖的上海微电子宣布研制出90nm的分布式投影光刻机，该消息一出，美国商务部立即实施技术禁运，由于机器大部分零件材料与技术来自国外，迟迟无法量产。隔年中国再推进半导体设备与成套工艺专项，扶持一大批半导体零组件配套产业，到了2016年，上海微电子90nm光刻机才终于实现量产。

美国与日本、荷兰已达成更严格的半导体对华限售协议，未来中国要如何突破半体产业发展障碍，确实是个极其复杂且不易解决的难题。（图／Shutterstock）

此后美方加紧限制光刻机与各种半导体技术对华输出，2019年又成立了规模3300亿人民币的「国家集成电路产业投资基金」（大基金），加速投资核心设备及关键零部件研发。上海微电子也声称要在2021-2022年交付第一台28nm的国产沉浸式光刻机，但至今还没有完成。此刻美国与日本、荷兰已达成更严格的半导体对华限售协议，未来国产设备与技术与全球先进水平的差距势必愈拉愈大，在国家财政与经济实力不如过去丰厚的状况下，未来要如何突破半体产业发展障碍，确实是个极其复杂且不易解决的难题。