品評四方丨中美芯片之爭是持久戰爭 是制度和主義之爭（三）
文/關品方
承上文，套用毛澤東85年前（1938）撰寫的《論持久戰》的觀點，中美芯片之爭是持久戰爭。筆者認為最終中國將會贏得這場芯片戰爭，但不會是速勝也不會是必敗，而是在一場持久戰之後最終取得勝利。
芯片戰爭的本質是考驗兩種制度和兩種主義的優劣分別。究竟是社會主義公有制還是資本主義私有制能夠適應當前人類歷史發展階段？究竟全心全意為廣大人民服務的協同運作，還是一心一意為利益集團服務的抱團閉環？孰較優勝？究竟是人類命運共同體概念的彼此尊重、分工合作和互動共贏？還是利益集團霸權壟斷的小院高牆、遏制封鎖、你死我活、贏者獨取？孰更符合人類文明的發展規律？
筆者相信最終人民正義必勝，這不是唯心主義，有理論依據。中華民族再一次到了最危險的時候，一定要以科學說話，才能夠保護自身的安全，冒着敵人的炮火，以技術能力擊倒對方。事實上中國要彎道超車，具體言之，就是發展自己的DUV光刻機，不可單純依靠美西方現時仍然領先的EUV光刻機。
DUV和EUV的區別主要有兩點。首先是DUV光刻機使用的是光的折射原理；而EUV使用的是光的反射原理，因此內部必須是真空操作。其次是DUV光刻機的分辨率一般只能夠做到25納米左右，而EUV光刻機可以做到10納米以下晶圓的生產。這就是為什麼目前DUV和EUV仍然存在差距的原因。兩者的區別在光源方向。例如中芯國際打破國外壁壘，靠的是發展DUV光刻機。一個英文字母之差，區別甚大。
現時的DUV技術由日本和荷蘭最初獨立發展。以ArF浸沒式為切入點，荷蘭最先成為EUV時代的龍頭。那可以追溯到21年前（2002）台積電的林本堅提出ArF浸沒式方案後，ASML隨即在2003年成功推出第一台浸沒式光刻樣機（EUV) 。ASML和台積電實現了雙贏。從此在光刻機領域ASML開始反超日本的尼康（Nikon) ，台積電也成為第一家實現ArF浸沒式量產的公司。
EUV的初始技術起源於英特爾和由美國政府牽頭成立的EUV LLC聯盟（1997）, 一開始就採取封閉壟斷的方式，聯合IBM、AMD、摩托羅拉等科技巨頭，集中數百位頂尖科學家共同研究EUV光刻技術。
過去20年來，通過複雜的合併收購過程，主要是英特爾入股ASML，美國實現對ASML資本和技術的雙重控制。由於ArF的核心技術溯源主要來自台積電，美國在DUV領域不具備統治或壟斷地位。ASML向中國輸出EUV光刻機，在去年10月7日拜登宣布對華限制出口之前，無須得到美國事先授權。
DUV和EUV最大的區別在光源方案。後者的光源波長為13.5納米，前者的光源波長最先進的是193納米。由於光源波幅較長，使DUV無法實現更高的分辨率，DUV只能用於製造7納米以上製程的芯片。但DUV涵蓋了大部分數字芯片和幾乎所有的模擬芯片，所以中國只要完全掌握DUV技術，理論上就能夠在各類芯片領域有所突破。然而，隨着先進製程向5納米及以下的更高要求進化，EUV成為了剛需，但中國在這方面的技術（尤其是量產全自動化技術）仍然空白。美國認為EUV是未來光刻技術和先進製程的核心，因此選擇對華限制出口，重錘打壓。
光刻設備的分辨率決定了芯片的最小線寬。因此光刻機的升級就朝着增強分辨率的方向發展，重點是光源改進和工藝創新。自從光刻機發明以來，就被美國從資本規模到技術層面全面掌控。DUV和EUV技術開發的本質不同，勉強比較來說，就是所謂開源和閉源的分別，例如是安卓程式（Android) 和蘋果程式（iOS）的分別。前者可以公開讓不同的手機廠商開發應用，後者由蘋果手機壟斷應用。光刻機產業的發展說來話長，中間牽涉到不少跨國併購。英特爾入股ASML是開端，其後（2012年）英特爾、三星和台積電共同買入ASML23%的股權，獲得了ASML光刻機的優先供貨權而成為利益共同體。如今中國在高端芯片方面被美國全面制裁封鎖，只能嘗試彎道超車，自力更生發展。中國為了實現內外雙循環經濟發展戰略，當務之急是擺脫被美國制肘，實現目前仍由美國主導的非光刻設備的突破，包括刻蝕機、PVD、CVD、ALD、清洗機、外延、測試、氧化和離子注入。
根據筆者的好友、理大榮休教授李榮彬博士的分析，中國的DUV光刻機兩三年之內可望攻破，因為哈工大已做出納米級的interferometer突破光源，加上芯粒（Chiplet）立體技術，可以達到現在7納米芯片的性能。另外etching（蝕刻術）方面已無問題，有些photoresist（光阻）化工材料尚待克服。至於下游檢測和自動化均沒有大問題，在一般家電和汽車方面，足夠自用之餘還可輸出。關鍵是規模化、自動化、量產化和廢品率。中國在三四年後做到規模化量產和廢品率降低之後，將會大幅度降低全球中階芯片價格到如同白菜價。到這地步，台積電、三星和英特爾的生存空間已有局限。他們互相競逐高階5納米芯片市場，生產高階手機，但如同超級豪宅，買家需求不會極多，全球市值不會很大。當台積電的全球芯片産值跌出十大以外的時候，台灣經濟將會受到極大衝擊。李教授認為，唯一不確定的，是全球對AI（人工智能）和6G芯片的需求時間表，不知道在什麼時候會超過家電和汽車的需求，但估計還有很長一段路要走。如果是這樣，中國會有足夠時間在高階芯片方面（EUV）追上。
根據彭博社日前的報道，有知情人士透露英特爾的行政總裁基辛格（Gelsinger，不是Kissinger）在7月17日的公聽會上告訴美國官員：迄今為止，針對中國的限制政策並沒有達到預期效果，反而正在限制美國企業的在華業務。他警告說，如果沒有來自中國的訂單，英特爾在俄亥俄州建設「全球最大芯片製造基地」的計劃就沒有必要。
筆者審慎估計，美國發動硬核對抗中國的芯片大戰，最終可能還是高估了自己，低估了中國。中國在自主研發、生產製造及全球銷售的內外雙循環供應鏈的綜合能力，早已今非昔比。中國自從44年前改革開放，22年前加入世貿組織，尤其是過去11年來勵精圖治的躍進發展，已非當日的「吳下阿蒙」。美國如果仍然以73年前（1950）朝鮮戰爭當年居高臨下的眼光來看待中國，已經過時。關鍵是美國要糾正對國際形勢的誤判，回復到互相尊重、共同合作、互利雙贏、冷靜理性的國際關係的原點。不過這不是美國金融軍事霸權的基因，筆者深信沒法改變，只會一直走到盡頭，不以平民百姓的主觀良好願望而轉移。希望美國金融軍事帝國霸權改弘易轍，不管怎樣苦口婆心，最終只是緣木求魚。
相關報道：
