去年去上海参加Semicon China，碰到个在台积电干了十几年的老前辈。他端着咖啡杯，突然叹了口气：“我搞了一辈子先进制程，现在看到大陆这帮年轻人，用DUV硬啃7nm，后背发凉——是真的发凉，不是比喻。”我当时没敢接话。因为我知道他说的是什么意思。

中国半导体制造展台设备细节

散场后我跟几个设备商跑到静安寺旁边吃本帮菜。三杯黄酒下肚，话题就歪到光刻机上去了。一个做干法刻蚀的老板把筷子一摔：“ASML那帮荷兰人，卖给我们一台NXT:2050i，价格比台积电拿的贵了将近四成！而且服务合同还捆绑耗材——吃相太难看了。”他满脸通红，也不知道是气的还是酒上头。

光刻机：悬在头顶的达摩克利斯之剑

先说个反直觉的事。全世界最先进的EUV光刻机，单台售价逼近2亿欧元，内部零件超过10万个，需要40个集装箱运输，安装调试就要花大半年。而中国，到2023年底，连一台可用于量产的EUV都没有。有人可能会说，不是有上海微电子吗？行，那聊聊他们的SMEE。

问题在于，上海微电子的90nm光刻机，只能用在IC后道封装和LED制造，离前道芯片制造还隔着好几代。业内传了好几年的28nm浸没式光刻机，至今仍卡在“交付”与“验证”之间的灰色地带。我去年11月特意找人问了上游镜头供应商的情况，对方回复就四个字：还在磨。真的，就那种你都能透过屏幕感受到的疲惫。

光刻机内部精密光学系统

不过话说回来，封锁反而逼出了新路径。拿中芯国际的N+2工艺来说——虽然他们官方从没承认过是7nm，但TechInsights去年拆解了一颗矿机芯片，发现晶体管密度确实摸到了台积电初代7nm的边。怎么做到的？用DUV多重曝光，硬生生把193nm波长的光，刻出了比头发丝还细几千倍的线条。

代价呢？良率。一位已经离职的中芯工程师跟我讲了个细节：他们有一批晶圆，同一个lot里，靠近wafer边缘的die完全不能用，只有中心区域达标。你别小看这个均匀性问题，这在生产管理上叫边缘良率塌陷，直接吃掉你十几个百分点的毛利。所以为什么华为Mate60系列的芯片供应一直紧张？你真以为只是产能问题？嘿嘿，良率爬坡的那条曲线，比A股还折磨人。

问：DUV多重曝光造先进芯片，成本上划得来吗？

答：划不来。但这是目前唯一还能走的路。正常用EUV做7nm，单层光罩大约需要1次曝光；用DUV多重曝光，可能需要3到4次，光罩数量、光刻胶的消耗、工艺步骤以及检测成本都成倍增加。粗略估算，同一规模的7nm芯片，用DUV方案成本会高出50%以上。而且这还不算因良率低而报废的晶圆。可问题是，你有的选吗？没有。所以整个产业链都在咬牙扛着。就像爬雪山，没人问你氧气瓶贵不贵，得先活下来。

刻蚀、薄膜、量测：突围的暗线

很多人把半导体设备等同于光刻机，这太片面了。实际上除了光刻，刻蚀和薄膜沉积设备占整个晶圆厂投资的比重同样惊人。拿中微公司来说，他们的介质刻蚀机已经打进台积电5nm生产线，这可不是吹的——台积电的验证流程有多变态，行内人都清楚。

还有一种设备叫原子层沉积（ALD），专门镀几纳米薄的膜层。拓荆科技的ALD设备，在存储芯片领域已经能跟应用材料、泛林抢单。去年年底，长江存储的232层NAND闪存，里面至少叠了200多层薄膜，每一层的均匀性要求苛刻到令人发指。我有个朋友在长江存储做过设备验证，他说：“那段时间看SEM照片看到吐，做梦都是膜层厚度曲线——咦，今天这条曲线怎么在梦里还抖了一下？”——有点好笑，但更多是心酸。

量测设备更是隐蔽战。晶圆厂里每道工序之后都要检测，缺陷检测机台的价格不比光刻机便宜多少。上海睿励、上海精测半导体这些公司，正在往明场检测和电子束检测方向死磕。前阵子去一家量测设备厂商的实验室，看到他们把检测灵敏度推到10纳米级别，墙上贴着的进度表上，密密麻麻标满了红色叉叉——那代表着测试失败的日子。实验室负责人指着最新的绿色对勾跟我说：“就这个，我们折腾了八个月。”那一刻，我脑子里蹦出的词是：悲壮。

芯片晶圆缺陷检测显微镜图像

问：第三代半导体到底是不是国产超车的机会？

答：是窗口，但窗口期没几年了。碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）不像硅基芯片那样依赖极致微缩，更看重材料性能和工艺控制。国内天科合达、山东天岳的SiC衬底，已经在向英飞凌、意法半导体供货。但衬底只是第一步，外延、器件设计、模块封装，每一环的差距依然存在。最要命的是，SiC晶圆的缺陷密度控制——位错、微管——这些问题不解决，车规级功率芯片的量产就是一句空话。我们现在的水平大概相当于Cree（现在叫Wolfspeed）2018年的阶段。好消息是，新能源车和光伏逆变器的需求太猛了，产业链试错的速度在加快。坏消息是，对手没睡觉。Wolfspeed刚在纽约州建了全球第一座8英寸SiC工厂，我们6英寸还没完全站稳呢。

材料与化学品：容易被卡却往往被忽视的链环

说到这个我真有点生气。太多人关注设备和芯片设计，却忘了光刻胶、特种气体、靶材这些东西。日本在2019年限制对韩出口光刻胶和高纯度氟化氢，直接让三星的半导体生产差点停摆。我们呢？高端ArF光刻胶，90%以上还靠进口。徐州博康、南大光电这几年是有进展，但能进产线跑量产的，凤毛麟角。

有一次去某家晶圆厂，他们的采购总监跟我诉苦：同样一瓶高纯氯化氢，国产的比日本产的便宜一半，但他们不敢换。为什么？因为之前试过一批，结果整条线的芯片电性能参数都飘了。这玩意儿不是开玩笑的，一换可能会导致几百万美元的产品报废。所以，不是国产的不好，是信任门槛太高。而建立信任，靠的是无数次的批量验证，靠的是时间。

但也不是没有亮色。比如电子级氢氟酸，多氟多、巨化股份的产品已经打进韩国三星的供应链。还有CMP抛光液，安集科技在国内市场的份额节节攀升。这些突破静悄悄的，没有新闻头条，却比任何口号都来得扎实。

最后我想说回点感性的东西。半导体这行当，真的需要耐心。它不像互联网，几个月就能出一个爆款App。一颗芯片从设计到量产，走两三年是常事。建一座晶圆厂，从打桩到投产，没有三四年下不来。投进去几百亿，可能第一年良率只有30%，你得有勇气继续烧钱。这本质上是一场关于信念的战争——相信自己的工程师能搞定那些该死的缺陷，相信隔壁那家做抛光垫的小厂不会掉链子，相信整个生态链能在封锁中长出新的骨骼。

前两天翻朋友圈，看到那个在台积电工作过的老前辈发了条动态，就几个字：“今早看到新闻，中芯南方Fab 8的产能利用率拉到95%了。服气。”后面跟了个啤酒的表情。我一瞬间有点鼻酸。

真的，服气。