作者:二马路的冰
排版:Kerry
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为什么193nm光刻机不属于《瓦森纳协定管控内容?荷兰政府可能对中国实施193nm光刻机禁运吗?哪一款先进光刻机可能进入禁运名单?

202276,中华人民共和国外交部发言人赵立坚主持了例行记者会。

彭博社记者提问关于193nm光刻机禁售问题。图片来源:外交部
彭博社记者提问:我社今日报道称,美国要求荷兰、日本禁止出口用于生产电脑芯片的深紫光刻机。你对此有何评论?中方是否会采取反制措施?如果阿斯麦、尼康等公司停止对华出售光刻机,中方是否会对相关企业采取反制措施?

赵立坚回应:这是美方滥用国家力量,倚仗技术霸权搞“胁迫外交”的又一例证,这也是典型的技术恐怖主义。在当前全球化背景下,美方一再将科技和经贸问题政治化、工具化、意识形态化,对别国搞“技术封锁”“技术脱钩”。这只会让其他国家更加警醒,在技术上一味依靠美国行不通,也会促使各国加快实现科技自主自立自强。企图堵别人的路,最终只会堵死自己的路。我们希望有关方面秉持客观、公正立场,从自身长远利益和公平公正市场原则出发,独立自主作出决定。

外交部发言人赵立坚回应193nm光刻机禁售问题。图片来源:外交部
光刻机与氢弹哪个更难造问题已经讨论多时,仁者见仁,智者见智。2021年,我国芯片进口额近4400亿美元,是原油进口额的两倍。这个数据足以说明中国芯片产业对中国国民经济发展的重要性。先进光刻机对中国芯片产业的重要性也毋庸多言。
这里说的先进光刻机包括两类:一类是EUV光刻机,另外一类是193nm光刻机。前者是7nm及以下先进芯片制造必不可少的工具;后者是90-14nm成熟芯片制造必不可少的工具。后者也分为两类,一类是干式的,用于65nm及以上的硅片光刻,另一类是水浸没式的(最后一面镜子和待光刻的硅片之间注满去离子水),用于45nm及以下的硅片光刻。
目前全球的先进光刻机厂商有荷兰的ASML、日本的NikonCanon、以及上海微电子装备(集团)股份有限公司(简称SMEE)EUV光刻机只有ASML可以制造。当然,干式和水浸没式的193nm光刻机也是ASML的主流销售产品。日本的NikonCanon可以制造干式和水浸没式的193nm光刻机。SMEE已经研发出干式的193nm光刻机,分辨率达到90nm,但是还没有进入芯片生产线。
SMEE光刻机,图源:上海微电子
首先,简单介绍一下《瓦森纳协定》。《瓦森纳协定》全称为《关于常规武器和两用物品及技术出口控制的瓦森纳定》 (Wassenaar Arrangement on Export Controls for Conventional Arms and Dual-Use Good and Technologies)19967以西方国家为主的33个国家签署设立,并于19969月开始实施至今,并动态更新。《瓦森纳协定》旨在建立控制常规武器和高新技术贸易的出口控制机制
20211223日,《瓦森纳协定》签署国家共有42个,包括:阿根廷、澳大利亚、奥地利、比利时、保加利亚、加拿大、克罗地亚、捷克共和国、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、印度、爱尔兰、意大利、日本、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他、墨西哥、荷兰、新西兰、挪威、波兰、葡萄牙、韩国、罗马尼亚、俄罗斯联邦、斯洛文尼亚、斯洛伐克、南非、西班牙、瑞典、瑞士、土耳其、乌克兰、英国和美国。
是的,你没有看错,俄罗斯联邦是《瓦森纳协定》签署国,而乌克兰也是。
2021年版《瓦森纳协定》
理论上,《瓦森纳协定》的签署国家可以自行决定是否发放常规武器和两用物品及技术出口许可证,并在自愿基础上向其他签署国家通报有关信息,以提高所谓的出口透明度。实际上,《瓦森纳协定》签署国家通常都是严格执行共同确定的出口管制内容。属于《瓦森纳协定》管控的常规武器和两用物品及技术通常予以拒绝,不属于《瓦森纳协定》管控的常规武器和两用物品及技术则通常予以放行。
当然,也有个别罕见情况有时候会发生。比如,20197月,日本对韩国的出口管控光刻胶。当前,西方国家对俄罗斯联邦的芯片出口管控。也就是说,非常特殊的情况下,不属于《瓦森纳协定》管控的常规武器和两用物品及技术也会予以拒绝。
接着,看一下《瓦森纳协定》对先进光刻机的出口管控内容。
2021年版《瓦森纳协定》对先进光刻机的管控内容
具体来说,对于使用光学或者X射线光刻方法的、满足以下两个条件中任何一个条件的步进充分/步进扫描光刻机实施出口管控。
条件a工作波长小于193nm(注意,不包括193nm工作波长)
条件b最小可分辨的特征尺寸于等于45 nm
最小可分辨的特征尺寸MRF的计算公式依据是著名的瑞利判据(Rayleigh criterion),即
MRF=λ×K/NA
其中,λ是工作波长,K是工艺因子(其极限是0.25, NA是投影透镜的数值孔径。
K=0.35时,如果MRF于等于45nm,则此款光刻机属于出口管控内容。
再接着,看一下ASML当前最先进的193nm光刻机,即型号为TWINSCAN NXT:2050i的水浸没式193nm步进扫描投影光刻机。
TWINSCAN NXT:2050i水浸没式193nm光刻机
这款最先进的193nm光刻机的NA=1.35,根据瑞利判据,当K=0.35时,可以计算得知:MRF=193nm×0.35/1.35=50.04nm>45nm
因此,现有的所有的193nm光刻机都不满足上述两个条件中的任何一个,都不属于《瓦森纳协定》管控内容!而EUV光刻机属于《瓦森纳协定》管控内容!
实际上,20201014日,ASML首席财务官Roger Dassen向中国出口光刻机的问题作出了表态与中芯国际等中国客户的业务往来,出口DUV193nm)光刻机,无需美国许可。但Dassen也补充说,如果相关系统或部件是从美国进口的,那些设备仍然需要得到美方的许可。
ASML首席财务官Roger Dassen
ASML首席执行官Peter Wennink 2021414宣称“如果你觉得存在经济风险,并且想找到解决之道,那么出口管制并不是管控风险的正确方法,如果你向中国关闭最前沿技术的大门,也最终会让非中国经济体丢掉大量工作和收入。”
ASML CEO Peter Wennink
显然,美国要求荷兰、日本禁止出口用于芯片的193nm光刻机,没有任何法理依据,甚至超出了自己亲自签署的、所谓的《瓦森纳协定》管控内容。荷兰政府也没有任何台面上的理由对中国实施193nm光刻机禁售。
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