前言

光刻机，芯片，是前些年非常火热的话题，除开两者本身的重要性，也有中国企业华为的异军突起，以及美国的芯片制裁。

现如今，中国芯片以及光刻机，早已今非昔比，不再是之前天上地下的差别，而是第一第二之争，我们差的只是时间，老美早已穷驴计穷了，该担忧是他们.....

一、光刻机

光刻机，作半导体产业和国防事业的重要设备，芯片便是由这样的高精密的自动化设备，加工而出的，而芯片本身用途又非常的广且深，重化领域都脱离不开芯片，特别是芯片性能的强弱，更是影响深远。

现如今，中国人民对于光刻机的印象，多保留在前些年的芯片制裁，光刻机打压，但这些印象给人的感觉，就是中国光刻机拉胯，芯片不行。

可事实是，中国早在几十年前，便有了自己自研的高端光刻机，且还是国际一流水平，可不是现在的什么阿猫阿狗，都能碰瓷中国的光刻机及芯片，当然这说的民间舆情，真实情况从不是这样的。

1978年夏，举世瞩目的法国工业展览会(今名全球工业展会)在巴黎隆重举行，国务院决定，让清华大学自主研发的第一台光刻机参加展出，这将是“与世隔绝”的中国科技界产品首次在国际舞台亮相。

接到上级的通知后，清华大学立即行动起来，然而，要将这一台中国此时最高端的精密仪器从特殊的工作室里安全移出，毫发无损地运抵大洋彼岸的法国，绝非易事。

这台光刻机被安置在清华大学“9003大楼”的精密仪器实验室里，这个实验室的要求非常高，室内的温度必须常年保持在20℃左右，正负不能超过0.1℃。

防尘的标准是100级，即1立方米空气中的浮尘微粒必须在100粒以下，进入实验室的工作人员必须穿戴实验室专用的工作服和鞋子，经过强力风道进行风力清洗，达到一尘不染的洁净程度，防震的要求近乎严苛，光刻机工作环境 的震动幅度标准是不得超过±2微米!

我们都知道，“1米”以下的每一级长度单位之间的递进是以“1000”为单位，即：1米的千分之一是1毫米，1毫米的千分之一是1微米，1微米的千分之一是1纳米。

光刻机工作环境的震幅标准规定不得超过±2微米，也就是说，不允许有任何一点震动发生，哪怕是用小榔头在它附近的地面上轻轻敲打一下也不行!

现在，清华大学要将这台光刻机从实验室里移出装箱，远涉重洋，安全运到法国巴黎参加展出，其难度可想而知。

徐端颐团队的工程技术人员、工人师傅们绞尽脑汁，想尽一切办法，对光刻机的核心部件进行了精心的防震加固，小心翼翼地将光刻机移出装箱，终于完成了这一艰难任务。

巴黎拥有全世界最好的数量很多的展览大厅，这些展厅风格各异，典雅豪华，每一处展厅就像是一座雄伟的宫殿。

中国的第一台高端光刻机在法国巴黎国际工业展览会上闪亮登场，引起了国际科学界的高度关注和极大兴趣。

这是因为，高端光刻机的研发、制造难度实在太大，拥有这种技术和能力的国家寥寥无几。

中国在几乎与世隔绝的环境中居然独立自主地研发出世界一流的光刻机，令人难以置信，这个神秘的东方大国，一定有许多独到的、值得学习的东西。

于是，渴望学习的各国科学家慕名而来，纷纷围绕在中国光刻机的展台前，从不同的角度拍摄照片，提出了各种各样的问题，虚心地向中国科学家请教。

二、芯片产业

美国总统拜登，于2022年8月9日签署了《2022年芯片和科学法案》，简称为《芯片法案》）。

随之，美国商务部于2023年9月23日发布了《〈芯片法案〉国家安全护栏最终规则》简称《最终规则》。

通过设立护栏规则，美国将芯片制裁政策嵌入法律规范体系，护栏规则限制美国芯片企业投资与合作的自主权，旨在断绝受补贴企业与受关注国家合作的可能性。

中国是受到《芯片法案》影响的主要国家，该法案的内容三度提及中国，将中国作为“护栏规则”明确确定的限制对象，将其他国家列为“受关注的国家”。

美国这一做法要求芯片企业“站队选边”，此次立法将影响美国本土芯片制造产业发展，也将在一定程度上影响中国芯片产业进步。

美国人这主意打得挺好的，可总是事与愿违，基本上大部分的美国围追堵截的中国产业，都在压力下，实现了新的蜕变。

用毛主席的话说，“中国人民的不屈不挠的努力，必将稳步地达到自己的目的”，美国人要作妖，我们奉陪到底。

时过境迁，在美国芯片法案的三年后，中国的芯片行业及光刻机行业，正散发着勃勃生机，看看国内的芯片产业就能知晓。

中芯国际作为中国大陆晶圆代工厂，2024年首次超越联电与格芯两家国际大厂，成为仅次于台积电的全球第二大晶圆代工厂。

其公司联合首席执行官赵海军博士在日前业绩说明会上表示，2024年半导体市场整体呈现复苏态势，设计公司库存大致恢复到健康水位，主要产业向国内产业链转移切换的速度比较快。

据介绍，去年国内客户的新产品快速验证并上量，使得中芯国际2024年四个季度收入节节攀升，全年增长超过预期。

半导体行业长期以来奉行的全球化分工，正在被愈演愈烈的“在地化”模式冲击，在国际地缘政治风险与供应链安全等考量下，晶圆代工厂的客户与产业链趋向本地化生产，成为本轮行业复苏不同以往的特征。

从中芯国际收入占比来看，来自中国地区的销售收入同比增长34%，占比达到85%，这一比例达到历史高峰。

最新业绩快报显示，中国大陆地区晶圆代工龙头中芯国际2024年第四季度销售收入实现连续七个季度增长，收入超过22亿美元，2024年出货总量超过800万片，年平均产能利用率为85.6%。

另一家国产晶圆代工巨头华虹公司去年第四季度销售收入达到5.39亿美元，环比增长2.4%，产能利用率逐季度攀升，到第四季度达到103.2%，来自中国地区的销售收入也显著增长，同比提高23%，占比也达到83.7%。

除了承接“在地化”转单需求，华虹公司与欧洲厂商积极开展供应链合作，去年11月，欧洲芯片大厂意法半导体宣布与华虹宏力半导体制造公司建立合作伙伴关系。

联合推进40nm微控制器单元（MCU）的代工业务，并采用与意法半导体的自有晶圆厂一致的设备，以确保产品的品质，另外，英飞凌和恩智浦等均拟在中国晶圆厂生产芯片。

展望整体2025年晶圆代工行业价格走势，集邦咨询预估成熟制程价格将继续承受压力，难以涨价。

另一方面，基于国产化趋势持续发展，以及上游客户保障本地化产能需求，预计国产晶圆代工厂对价格态度较为强硬，有望部分抵消成熟制程价格下跌压力，维持2024年下半年补涨后的价格，形成供需双方的价格僵局。

三、量子芯片

量子芯片是不同于传统半导体芯片的一种全新集成电路芯片，已经在多个方面展现出远超传统芯片的优势，目前各国纷纷投入巨资进行相关研究，期望在该领域获得主导地位。

量子芯片用于实现量子计算、量子通信和量子精密测量，量子芯片是技术产品和工具，量子计算、通信和测量是技术功能和用途。

量子计算是遵循量子力学规律的高速运算，量子计算利用量子比特作为数据模式；量子通信是一种安全通信方式，以量子比特为载体，在近端利用量子态加载信息，在远端共享量子密钥来获得信息。

量子精密测量，包括量子导航、量子雷达、弱磁场探测等，目前，量子信息科学处于快速突破的关键阶段，各国正加速进行战略布局，2018年美国启动为期十年的“国家量子行动法案”，同年欧盟启动“量子技术旗舰项目”。

量子芯片按照技术路线，分为超导量子芯片、光量子芯片、离子阱量子芯片。

从芯片上的元件构成看，量子芯片包含传统的电子元件，也就是说量子芯片的制造离不开光刻机。

乐观的是量子芯片对光刻机的要求不同于常规芯片，以光量子芯片为例，对于同样尺寸的芯片面积，光子芯片需要的元器件的数量要少，对芯片的集成度要求低。

在特征尺寸上，光量子芯片不需要特别微细的特征尺寸，对光刻机精度的依赖也降低。

但为了稳步提升性能，量子芯片的集成度终将逐渐提高，光刻机仍是绕不过的技术障碍，因此，我国开展光刻机技术攻关的步伐不能放缓。

量子芯片是量子计算机的核心处理器，近年来，我国在量子芯片领域取得积极进展，在全球量子赛道中跑出了“中国速度”。

目前，我国科学家已在教育、生物医药等多个领域推广应用量子算力。2024年12月8日，我国首个量子计算与数据医学研究院——合肥量子计算与数据医学研究院在本源量子成立。

该研究院由蚌埠医科大学和本源量子共同设立，致力于通过量子计算提升我国医疗数据的安全性和应用效能。

多位受访专家认为，当前，包括量子芯片在内的量子计算技术仍处于早期研发阶段，离实际应用还有很长的路要走，但是，科学家们对量子科技发展充满信心。

目前，研究人员正在努力实现量子计算的第二个目标，已经取得一系列进展，例如，中国科大研究团队构建的超冷原子量子模拟器“天元”，以超越经典计算机的模拟能力首次验证了该体系中的反铁磁相变。

2024年9月，安徽省气象局、中国电信股份有限公司安徽分公司、中电信量子集团签署战略合作协议，三方未来将持续发挥各自资源优势，共同协助安徽气象局构建全国领先的气象信息基础设施算力基座，提升其在信息服务、数据创新应用、数据安全、防灾减灾等方面的工作质效。

在专业人士看来，此次签约意味着量子计算在气象预测领域的应用迈出重要一步，将开创降雨精准预测新范式。

未来，量子科技有望改善灾害预警系统，助力人类更好应对天气变化，减少经济损失。

经典计算机在开发数值天气和气候预测模型时存在局限性，‘天衍’量子计算云平台为算法训练提供相关计算资源支撑，可以帮助气象工程师、环境科学家等专业人员获得更及时、精准的数据。

专业人士认为，未来5年里，量子计算有可能在一些实际应用场景里体现出真正优越性。

量子计算最有可能的应用是在化学领域，用于模拟化学分子结构、化学反应等，实现更高效、更低耗能的化学品设计。

预计未来3到5年，研究人员可以实现数百至上千个量子比特的相干操纵，实现可扩展的量子纠错；未来10到15年，在量子纠错的基础上，有可能构建具备基本功能的通用量子计算机，探索量子计算在化学模拟、加密破解、大数据分析等方面的应用。

参考文献：

量子赛道跑出“中国速度”

《科技日报》2025年1月16日第 006 版1-2

从量子芯片的结构看量子芯片能否实现“光刻机自由”

《中国科技信息》2024年第18期15-17,22

半导体步入温和复苏国产晶圆代工厂逐浪“在地化”大潮

《证券时报》2025年2月20日第 A06 版 1-3

中国首台高端光刻机赴法国参展记

《文史天地》2024年第2期33-37

集成电路装备光刻机发展前沿与未来挑战

《中国科学：信息科学》2024年第1期130-143

美国芯片立法的最新动向与中国对策

《科技与法律（中英文）》2024年第2期1-11