处于中国军民两用中心的ASML芯片制造机

2020-07-13 23:22:21

跳过主要内容极端紫外线光刻机是一项技术奇迹。发电机每秒喷射5万个微小的熔锡液滴。高功率激光对每个液滴进行两次爆炸。第一个可以塑造微小的锡,所以第二个可以将其蒸发成等离子体。等离子体发出极紫外线(EUV)辐射,聚焦成光束,通过一系列镜子反弹。镜子是如此光滑,如果扩大到德国的大小,它们的凸起不会超过一毫米。最后,EUV光束击中硅片-本身就是材料科学的奇迹-精度相当于从地球射出一支箭击中放置在月球上的苹果。这使得EUV机器可以将晶体管吸引到晶片中,其特征仅为5纳米-大约相当于你的指甲在5秒内生长的长度。这种带有数十亿或万亿晶体管的晶片最终被制成计算机芯片。

一台EUV机器由10万多个部件组成,成本约为1.2亿美元,用40个货运集装箱运输。地球上只有几十个,还有大约两年的积压订单。1.2亿美元的工具供不应求似乎有点不可思议,但只有一家公司能生产出来。这是一家名为ASML的荷兰公司,几乎只生产芯片制造用的光刻机。尽管高度专业化,但它的市值超过1500亿美元-远远高于IBM,仅略低于特斯拉。

极紫外光刻技术自20世纪80年代以来一直处于发展阶段,但直到最近两年才进入批量生产。其他公司制造不使用EUV的老一辈光刻机,只能制造性价比较低的老一辈芯片。这些公司包括尼康(Nikon)和佳能(Canon)等历史悠久的公司。他们拥有经验、专业知识和市场纪律,这些经验、专业知识和市场纪律来自于一个竞争激烈的行业在极端技术要求下数十年的盈利能力。如果这些公司能够制造EUV机器,他们就会-这将使他们获得数十亿美元的收入。这也是为什么经过30多年的发展和数十亿美元的研发,ASML仍然面临如此积压的订单:它们很难制造。EUV机器处于人类技术能力的前沿。

中国几乎没有光刻经验或产业。任何试图开发EUV光刻的中国公司都必须从头开始。它必须凭借ASML数十亿美元的资金、数十年的经验以及他们数以万计的员工积累的经验和默契来缩小差距。在经验丰富、价值数十亿美元的公司失败的地方,它必须取得成功。在可预见的未来,中国公司制造EUV光刻机的可能性微乎其微。

荷兰政府认识到EUV机器的战略重要性,并在美国的压力下,于2019年11月阻止ASML向中国发运EUV机器。相关新闻报道将ASML描绘成美中贸易战中的棋子,但荷兰的决定意义更大。在开发管道中有许多具有战略重要性的技术,它们具有潜在的危险或破坏稳定的作用。它们包括人工智能、自主武器系统、高超声速导弹、网络武器、监视工具和最新一代核武器。这些技术,以及其他许多技术,都需要最先进的芯片来开发和部署。让这些芯片远离中国政府或代表中国政府行事的人,可以在未来几十年里先发制人,防止出现许多最糟糕的人权和安全情况。如果没有先进的芯片,中国政府就不能搞技术威权主义或军备竞赛。

美中贸易让两国都变得更加富裕,但美国一直认识到,有些物品太过危险,不能自由贸易。在过去的40年里,中国的开放和公民的日益富裕是上个世纪最重要的发展之一,使近10亿人摆脱了贫困。美国及其盟友实施的任何出口管制都应该尽可能狭窄,只针对破坏国际安全或人权的技术和用户。

我们可以通过一个由两部分组成的出口管制计划来实现这一目标。首先,美国、荷兰和日本应该对生产先进芯片所需的制造设备-包括EUV光刻机-实施严格的多边出口管制。这三个国家通过技术壁垒垄断了芯片制造设备的瓶颈

卡里克·弗林(Carrick Flynn)是乔治敦大学安全与新兴技术中心(Center For Security And Emerging Technology)的研究员,也是牛津大学(University Of Oxford)人工智能治理中心(Centre For The治理处)的研究分支机构,他曾在牛津大学担任创始助理主任。