頭條揭密》中國光刻機數十年顛簸前進 至暗時刻先坐穩才能超車

中國發展光刻機數十年來投入過極爲驚人的資金，但到目前仍未擺脫美國技術禁運的困境。圖爲中國上海微電子光刻機。（圖／上海微電子）

半導體產業具有代表性的光刻機近幾年來一直是美國等西方國家用來對中國先進科技「卡脖子」的標誌，在中國可說人盡皆知。其實中國發展光刻機的歷史很早就開始，只是因爲經濟體制與產業政策錯過了技術生根與本土化發展，與很多國家一樣，在全球化的發展過程中失去自身技術的立足點，以致對全球化產生依賴，加上過早地與美國展開的戰略競爭，在外交實力對陣上落入下風。

中國半導體工業發展是文革以後纔開始，最初是因國防工業需要而啓動，從1970年代起步，算起來並不算慢。其中有一位1961年在清華大學畢業擔任助教的徐端頤，文革期間被下放農村種了10年田，突然在1971年的某天被官員叫到去北京清華大學參與一個數百人的團隊，目的要研製自動光刻機與分步重複照相機，主要作國防工業之用。

中國1971年製造出的首臺光刻機，僅實驗用，從未正式生產。（圖／薩科微半導體）

依據中共官方資料，大陸首部光刻機是1966年由中科院完成，稱爲65型接觸式光刻機，但這項訊息有點疑問，很可能這臺機器只能用於驗證理論，並無實際生產能力。徐端頤加入清華大學與中科院研究團隊後，一直到1977年才完成最早的一臺GK-3型半自動接觸式光刻機。距離美國GCA公司在1961年製造出第一臺商用步進式重複掩膜光刻機，已相差了至少16年。

徐端頤和他的團隊成員後來在1980年再研製出中國第一臺投影式光刻機，1985年中科院45所也研製出步進式投影光刻機，被認定達到了1978年美國GCA公司推出的光刻機水準，與世界先進水平縮短了差距。而此時日本的尼康公司已提前一年推出量產型自動化步進式光刻機。

1991年清華大學研製的第3代「自動對準分步投影光刻機」在北京參展。圖爲徐端頤（中）向與會專家介紹光刻機研發情況。（圖／薩科微半導體）

往後到1995年的10年當中，中共再度發揮「舉國體制」優勢，動員了大量人力與物力，包括許多從美國找回來的學者與研究人員，由國務院相關部委牽頭組織了半導體「三大戰役」：531戰略、908工程、909工程，這些專案命名都是延用過去軍事部門的色彩，以數字代稱，目的是「保密」。

由此可見，中共在科技研發上，一直帶有強烈的國防與軍事色彩，科技不僅要用於戰爭，科技競爭本身就是一場無煙硝的戰爭。這是數十年前戰爭年代留下來的思維，不斷地灌輸在新一代中國人的思想中，直到現在也還在左右中國人的思維方式。

中國第2代投影式光刻機。（圖／薩科微半導體）

改革開放後美、日等國的光刻機廠商都看好中國市場，當時中國光刻機纔剛起步，技術上缺乏競爭力，美日廠商爲迅速搶佔中國光刻機市場，除了削價競爭，還特別爲推出「買光刻機，送出國遊」的福利，原本依政策指令要購買國產光刻機的企業，紛紛取消國產設備訂單。當時財政改革要求國營企業自負盈虧，國家財政緊縮，國產光刻機設備廠只得縮編減員，有的開食堂做副業度過難關，更多的直接關廠大吉。

參與了首部光刻機研發的徐端頤退出光刻機研發領域後，轉向研發雷射光碟，獲得極大成功，成爲雷射光碟技術的重要人物。（圖／搜狐網）

參與了首部光刻機研發的徐端頤也退出光刻機研發領域，自己向清華借了一筆60萬人民幣的經費轉向研發雷射光碟，研究結果極爲成功，不只拿到中國國家發明2等獎，還獲得了可讀寫光碟技術專利，受邀參與國際光盤標準的制訂，成爲聞名全球的科技翹楚。

進入21世紀後，隨者網路泡沫興起，半導體成爲最熱門的產業，中國在2002年重啓「863重大科技攻關計劃」，再投入大量經費研製新型光刻機，訂定了2015年研發出45nm光刻機、實現65nm量產的目標，還要在2020年推出22nm光刻機，這些目標後來全部都沒有實現。

光刻機是半導體產業具有代表性的重要設備，近幾年來一直是美國等西方國家用來對中國先進科技「卡脖子」的標誌，在中國可說人盡皆知。（圖／ASML）

2007年在大陸光刻機最頂尖的上海微電子宣佈研製出90nm的分佈式投影光刻機，該消息一出，美國商務部立即實施技術禁運，由於機器大部分零件材料與技術來自國外，遲遲無法量產。隔年中共再推進半導體設備與成套工藝專項，扶持一大批半導體零組件配套產業，到了2016年，上海微電子90nm光刻機才終於實現量產。

美國與日本、荷蘭已達成更嚴格的半導體對華限售協議，未來中國要如何突破半體產業發展障礙，確實是個極其複雜且不易解決的難題。（圖／Shutterstock)

此後美方加緊限制光刻機與各種半導體技術對華輸出，2019年中共又成立了規模3300億人民幣(約1.5兆臺幣)的「國家積體電路產業投資基金」（大基金），加速投資核心設備及關鍵零部件研發。上海微電子也聲稱要在2021-2022年交付第一臺28nm的國產沉浸式光刻機，但至今還沒有完成。此刻美國與日本、荷蘭已達成更嚴格的半導體對華限售協議，未來國產設備與技術與全球先進水平的差距勢必愈拉愈大，在國家財政與經濟實力不如過去豐厚的狀況下，未來要如何突破半體產業發展障礙，確實是個極其複雜且不易解決的難題。