提起荷兰,你会想到什么?
这个欧洲西北部的小国,总面积仅为四万多平方公里,甚至 还没有中国的一个城市大 ,却以其无数世界领先的科技和农业技术而备受瞩目。
他们到底是如何做到的?
全世界光刻机第一
荷兰是一个高度发达的工业国家,科技水平在欧洲乃至世界都名列前茅,其中最为出名的就是芯片领域中的光刻机技术。
什么是光刻机技术呢?其实就是一项高度精密的微影制造技术。
这项技术的核心原理在于利用光的影响力,通过光的照射将精密图案传递到微米级别的表面,利用光刻机将光掩膜的图案投射到一层光敏的光刻胶上,实现对微小结构的精密制造。
光刻机技术并非孤立存在,而是嵌入在整个微影制造工艺中。别看这个原理听起来很简单,但它却是半导体制造、光学器件、生物芯片、平板显示等众多领域中不可缺少的重要步骤。
通俗易懂的说,光刻机就是在制造芯片时不可或缺的工具,没有光刻机就没有芯片。
光刻机技术在微影制造中的应用通常要求极高的精密度。微米级别的精度要求使得制造过程中任何微小的误差都可能对最终产品产生严重的影响。
而且随着科技的发展,新的材料和复杂结构的需求也在不断涌现。光源技术难题、新材料应用、巨大的人力和技术成本使得目前国际上很多国家都无法完全自主掌握这门技术。
那么荷兰的光刻机技术究竟有何过人之处,让这个小国在科技舞台上脱颖而出呢?
荷兰的光刻机技术可以追溯到上世纪的电子产业兴起时期。随着信息技术的崛起,对微小、精密电子元件的需求迅速增加,各行各业对高精度光刻机技术的迫切需求也迅猛增长。
当时,荷兰的科技界开始率先涌现出一批富有创新精神的科学家和工程师,他们致力于寻找一种更为高效的微影制造方法,也就是现在我们所说的——光刻机技术。
经过多年的研究和实践,他们成功地将光刻机技术引入半导体制造领域,又融合了光学设计和光刻技术,为制造高性能光学器件提供了关键技术支持。
荷兰ASML公司
目前世界高端光刻机市场中,荷兰的ASML公司独占鳌头拥有超过80%的市场份额,而且目前全球只有ASML可以生产7nm精度光刻机。
从1984年公司成立初期开始,ASML的团队一直在探索一种全新的光刻技术,希望能够实现更高的精度和更大的生产规模。经过多年的努力和不断的实验,他们终于在1990年成功研发出了一种先进的光刻技术——极紫外光刻(EUV光刻)。
在传统的半导体制造过程中,光刻技术被用于将芯片上的电路图案投影到硅片上,以便进行电路的制作。然而,随着芯片尺寸的不断缩小,传统的紫外光刻技术逐渐面临限制。
EUV光刻采用的是极短波长的紫外光,其波长约为10纳米,远短于传统紫外光刻技术的193纳米。这意味着EUV光刻可以实现更高的分辨率,使得芯片上的电路图案更加精细和紧凑。这项技术的应用使得半导体行业能够制造出更先进、性能更强大的芯片产品。
通过使用EUV光刻,制造商可以在芯片上实现更复杂、更紧凑的电路结构,提高芯片的集成度和性能,被广泛运用于人工智能、云计算、5G通信等领域的快速发展中。
除此之外,EUV光刻技术还具有高度可扩展性和生产效率。相较于传统的多次曝光和多道工序的光刻技术,EUV光刻能够在一次曝光中完成更多的制程步骤,从而提高生产效率,减少生产成本。
EUV光刻技术的问世,标志着ASML公司在半导体制造领域取得了里程碑式的突破,帮助芯片制造可以达到前所未有的精细程度。
从上个世纪80年代到如今,ASML逐渐成为全球最大的半导体光刻机制造商,一直稳坐第一的宝座,并计划在2024年推出更先进的高数值孔径(HNA)光刻机 。
为什么荷兰高科技能够遥遥领先?
作为一个地理面积如此之小的国家,荷兰为什么能够在高科技领域取得了举世瞩目的成就呢?
究其根本,其实这源于荷兰独特的国情和发展模式,更得益于政府、产业界和学术界共同的努力和合作。
荷兰的政府在科技创新方面发挥了重要作用。政府通过设立专项基金、提供税收激励等手段,积极支持高科技企业的研发活动。荷兰政府还制定了一系列鼓励创新的政策,为科研机构和企业提供了广阔的发展空间。
特别是对于高科技产业,荷兰政府给予了大力的扶持和鼓励,通过提供资金、税收、人才、基础设施等方面的支持,促进了科技创新和产业升级。
2020年,荷兰政府就曾经宣布,向ASML公司提供10亿欧元的贷款,以帮助其加快HNA光刻机的研发进程。
也正是因为有政府资金和政策的扶持,ASML公司一直能在研发上投入巨大的资金,去年ASML的销售额是21亿欧元,研发支出就达到了4.8亿欧元,占用营收比的22.8%。
但大家动脑袋想想就能知道,荷兰这个弹丸之地一样的小国家如果光靠自己力量的话,可远远做不到现在这样的成就,背后自然少不了美国等欧美国家的大力扶持。
荷兰的光刻机制造过程中,有超过50%的零件都是美国提供的,所以只要荷兰不听没过的话,那美国一旦切断了零件的供应链,荷兰的高新技术企业都会陷入到巨大的经济危机中。
实际上从去年10月开始,美国就开始大力对中国拉开「科技战争」的序幕,对华芯片出口禁令就在不断加强,想要卡住我国的脖子。
美方在限制对华芯片出口的同时,也加强了对芯片设计、制造设备对华出口的限制,甚至美国商务部官员当时还放话,荷兰和日本也将很快实施类似的对华管制措施。
中国半导体行业崛起
在当前全球半导体产业的复杂背景下,美国近年来一直想要通过出口管制来维护自身在全球半导体市场的主导地位,阻断中国的科技发展进程。
2024年1月,美方正式启动调查美国半导体供应链和国防工业基础,扬言要强化半导体供应链、促进传统芯片生产的公平竞争环境,并降低中国带来的潜在「国家安全风险」。言外之意就是他们会采取更严格的措施,以限制中国在半导体领域的发展。
这可并不仅仅是一场经济上的较量,更是一场科技和国家安全的竞争。
但老美这样做真的有用吗?这反倒说明了中国的科技实力已经到了他们无法小觑的地步。随着科技竞争的不断升级,我们早已意识到依赖进口的局面可能成为科技发展的瓶颈。
中国政府和企业开始大力投资半导体领域,加强自主研发策略。通过培养本土人才、吸引国际精英、加强合作等手段逐渐攻克了半导体行业中的技术难关,一系列自主研发的成果开始崭露头角,从而在全球半导体产业中占据一席之地。
除了技术创新,中国自研半导体还注重产业链的完善。从原材料采购到芯片设计、制造、测试,中国逐渐建立了一个相对独立、完整的半导体产业生态圈。这不仅提升了自给自足的能力,也为中国在全球产业链中扮演更为重要的角色奠定了基础。
据相关数据报道,从2003年到2022年,中国申请的半导体专利数量,已经从14%增至71.7%。
据国内通讯专家项立刚表示,现在我们手里已经有300-400台光刻机了,从今年开始已经在吐量,明年会形成一个大爆发。
反观美国半导体行业,多数专家学者纷纷发出声明,白宫频繁采取过于广泛、模糊不清、有时偏向单方面的限制措施,已经极大破坏供应链和市场稳定,美国半导体企业也因此失去了巨大的市场份额和收入来源。
可以肯定的是,我国已经弃了依赖美国半导体供应链的方向,走自主研发创新之路,未来的半导体产业将进入一个全新的阶段,市场份额也将重新洗牌。
我们用实际行动告诉那些别有用心之人,科技无国界,没有人可以永远垄断技术,千万别作茧自缚,偷鸡不成蚀把米!