△只能看懂一個28nm
被美國全方位晶片制裁後，俄羅斯竟然要開造先進位程光刻機了？！
是的，就是那個晶片製造中最最最核心的設備（甚至沒有之一），全球僅一家公司ASML有能力生產最先進EUV級別，一台能賣好幾億元、核心技術被美國壟斷的光刻機。
而且，這次俄羅斯的計劃，看起來有點像那麼回事——
有人、有錢、有目標。
人，項目由有著蘇聯矽谷中心之稱、以微電子專業見長的俄羅斯莫斯科電子技術學院（MIET）承接。
錢，首期投資6.7億盧布資金。
目標，挑戰當前最先進的EUV（極紫外）級別。
但即便如此，因為製造光刻機登天之難、以及俄羅斯的資源儲備，網友們對這個消息並不太信：
確定不是個玩笑？！
巧的是，就在這消息放出前一天，俄羅斯最大晶片製造商Mikron被美國制裁。更早之前，俄羅斯為數不多的其他幾家晶片廠也已經全方位被制裁。
所以現在的俄羅斯晶片，到底什麼水平？真的能有底氣搞出先進位程光刻機嗎？
無掩膜X射線光刻機？
我們先來看看計劃本身的難度如何。
據俄媒報導，俄羅斯工貿部委託MIET開發「一種無掩膜X射線光刻機」，跟日常我們提到的EUV光刻機還有點不同。
首先的不同在於光源的選擇。
一種是極紫外光線，波長在13.5nm；而X射線波長介於0.01nm到10nm之間。
按照現有的常見思路，光刻機是特定波長的光透過用來放大的掩膜，再通過透鏡的縮小，將積體電路圖精確「投影」在矽片上。
為了精確「投影」，光刻機需要實現極高的曝光解析度，以及極高的重複定位精度。
前者最有效的方式之一，就是改變光源的波長。
根據光學上的瑞利判據(Rayleigh Criterion)，一個光學系統能夠分辨的尺寸正比於光的波長。
因此，理論上以及從光刻機歷來發展（波長變得越來越短）來看，X射線光刻機顯然要比EUV光刻機更好更先進。
但因為它的穿透性太強，用普通透鏡無法進行放大和縮小，因而現階段無法實現投影光刻。
當前應用更多是在於直寫光刻，這也是本次俄羅斯計劃的選擇——無掩膜。
這種方式其實很早就有了，就是直接用強雷射束將所需電路一點點刻出來。
這個效率著實有點低，要想刻出奈米級積體電路，不知要等到猴年馬月。
至於以EUV為代表的投影光刻，他們認為成本高昂和工藝複雜，僅在量產方面具有競爭力，因此只適用於英特爾、三星、台積電等這種少數的全球企業。
△帶有X射線反射係數控制的無掩模 X射線光刻安裝方案
這樣看來，無掩膜光刻本身並不難，難就難在X射線工藝以及效率的提升上。
但當前全球尚且還沒有任何一家機構能夠解決這個問題。這也是他們提出這項計劃的原因。
按照計劃，他們將完成對主要技術解決方案的驗證——基於動態掩模模型的製造和兩項控制實驗研究。
最早於今年11月開發動態掩膜的技術和模型，以及原型光刻機的技術規範和可行性研究，工藝要達到28nm及以上。
△帶有 X射線透射率控制的無掩模 X射線光刻安裝方案
除此之外，官方沒有透露該計劃的更多細節。
「是全世界都在幫荷蘭ASML」
看完了計劃本身，也就多少能理解為什麼更多人依然疑問滿滿：
俄羅斯造光刻機，這事兒到底靠譜嗎？
畢竟俄羅斯有很多高科技，總是雷聲大雨點小……
不過也有人表示，俄羅斯的黑科技點不亮，難點在於缺錢、缺工業基礎，理論方面還真的不一定落後。
這次光刻機研發計劃，其相關研究最早能追溯到上世紀80年代。當時他們就已經在研究製造光源了。
1984年，澤列諾格勒科學中心受到政府指派，開始研發同步輻射加速器。
這個研究所，來頭可不小。它後來被併入大名鼎鼎的庫爾恰托夫研究所，蘇聯第一顆原子彈、第一顆氫彈、歐洲第一座原子反應堆、世界上第一作原子能發電站，都是從這個研究所走出來的。
但好景不長，這台加速器的研究在開展4年後就暫時被中止，直到2002年才再次試運行。
現在，俄羅斯打算基於這些技術積累，圍繞這台加速器專門建立一個技術中心，並預計在2023年正式投入使用。
至於無掩膜光刻，他們一開始其實並沒有選擇這一路徑，甚至還一度與ASML平齊。
早在2010年，ASML出貨第一台預生產的EUV光刻機時，俄羅斯一個物理研究所IPM（RAS）也在開發EUV的系統及元件，以及裝置原型的搭建。
其中開發人員還提出了輻射源設計的原始解決方案，部分還應用到了ASML光刻機上。
然鵝，這個項目在布局階段就結束了。
RAS首席研究員、蘇聯國家獎獲得者、多層X射線光學系主任Salashchenko Nikolay透露了原因：
一個國家無法單獨拉動這項工作。而全世界都在幫助荷蘭（ASML在荷蘭）。
於是，他們就開始尋找其他路徑，在無掩膜式光刻機上疊代工藝就是其中一種。
之所以讓MIET承接，是因為此前MIET跟一些機構合作中，在無掩膜EUV光刻機上有過研究進展。
2002年，MIET中主要從事奈米電子器件研究的研究中心成立。
研究領域覆蓋X射線器件、微機電系統和納機電系統——這些技術都與研發光刻機密切相關。
並且已經開展了部分研究，比如「基於微聚焦X射線管列陣的軟X射線源研製，適用於10nm無掩膜光刻機」，就是其中之一。
這項研究由RAS微觀結構物理研究所的Nikolay Chkhalo教授牽頭。
他目前是該研究所的實驗室主任，發表論文200多篇，主要研究領域為X射線光學、光學干涉測量等。
綜上可見，從理論基礎這一角度來看，俄羅斯搞光刻機這事兒也不能說完全不靠譜。
不過值得一提的是，在俄媒最近的報導中也直言，光刻機計劃晚了15年。
如果這一計劃在15年前啟動，或許俄羅斯現在不會面臨如此大的微電子技術威脅了。
最大晶片製造商只能做公共交通卡晶片
值得注意的是，就在這消息大範圍傳開的前夕，美國財政部宣布凍結俄羅斯21家實體企業、13個人的在美資產。
其中一家晶片廠公司進入大家的視野。
Mikron，俄羅斯最大的晶片製造商、微電子製造商和出口商。而這也就意味著，俄羅斯晶片廠目前幾乎已被全線制裁。
因此現在宣布這項光刻機計劃，一方面是給俄羅斯國內注入一場強心劑。
另一方面，從現有的俄羅斯晶片水平來看，更有迫在眉睫之勢。
以Mikron為例，就可見一斑。
從官網給出的產品目錄中可以看到，該公司可實現最高65nm工藝，主營銀行卡、公共交通卡之類的RFID以及電源管理晶片。
還創下了不少個第一：180/90/65nm工藝第一製造商、用於身份證件的晶片模塊第一製造商、第一出口商，占俄羅斯微電子產品出口的54%。
這家公司的歷史，可以追溯到前蘇聯——上個世紀六十年的分子電子研究所（NIME）。
當時，微電子技術並在熱火朝天的發展。蘇聯國家技術委員會意識到建設微電子產業的必要性，開始大舉組織研究所和工廠。
NIME就是其中之一。
不到兩年時間（1966年），在實驗車間生產的微電路產量就達到了10萬片。
隨後在第二年，依照政府命令，Mikron工廠從研究所中脫胎出來，致力於生產積體電路。
當時諸多技術均屬於國內首創，比如砷化鎵微電路平面技術、發射極耦合邏輯的IC晶體、大規模使用的數值和模擬積體電路……
1970年，Mikron已經為各個行業製造了超350萬個微電路供應，之後還陸續用在國防、超級計算機等領域。
在整個半導體行業中，蘇聯的微電子技術在全球排名第三，僅次於美國和日本。可以說，這時候的Mikron乘著時代之風快速前進。
不過，這種勢頭很快就因為蘇聯解體戛然而止——幾乎所有的蘇聯計算機製造商都停止了營運，只有少數公司通過外國組件/技術轉讓得以倖存。
Mikron就是其中一個。
2006年，Mikron開始引入海外技術——意法半導體技術轉讓，使其具備生產180nm晶片的能力。並於2007年開始生產180nmEEPROM的積體電路。
隨即，Mikron就開始生產接觸式智慧卡的晶片模塊，很快就掌握了RFID交通卡的全流程生產，並開始為莫斯科地鐵站供應。
同年，它還開始為電信行業生產SIM卡。
或許是嘗到了甜頭，Mikron再度與意法半導體展開技術轉讓合作。
據當時《半導體國際》報導，公司有意每年更新一代工藝，計劃於2008年和2009年分別推出130nm和90nm的工藝。
不過據官網記載，Mikron僅在2009年實現了在200毫米晶圓上生產設計90nm工藝的積體電路。
在2012年才正式啟動90nm微電子產品的生產。
自此，俄羅斯成為全球第八個擁有該技術的國家。相較於西方，已經遠遠落後了。
這時候，俄政府開始意識到了微電子產業的重要性。
先是制定了一眾產業發展戰略《2013-2025年電子工業發展規劃》和《國防工業綜合體發展規劃》等，還積極採取一系列舉措，比如儘可能使用國產電子產品，開發CPU民用和軍用兩條線等。
Mikron也相應更改了路線，開始致力於自主研發180-90nm國產技術和獨特產品，並創造新技術，包括65nm-45nm水平。
2014年，美國經濟制裁（包括對敏感技術行業的打擊）讓原本脆弱的俄羅斯晶片製造雪上加霜。
即便在2015年，Mikron還勉強完成了65nm工藝的開發。
但之後就再也沒有傳來工藝製程疊代的音訊。
如今從規模上看，Mikron業務輻射全球，作為俄羅斯最大晶片製造廠確實不假。
不過能做的產品，早已定型——
運輸及門禁RFID、物聯網數據保護微控制器、智能水錶等。
俄羅斯晶片廠幾乎已被全線制裁
前文提到，俄羅斯晶片製造商們，已經被美國制裁得差不多了。
不僅是最大晶片製造商Mikron，另一家製造商Angstrem-T甚至已經破產了一次。
還有設計廠商Baikal Electronics、MCST等等都被制裁折騰了個夠嗆，在「實體名單」里進進出出……
由這些公司構建起的俄羅斯半導體產業現如今究竟怎麼個水平，又處於何種境況，我們也藉此機會展開看看。
Baikal Electronics
首先來看晶片設計廠商——Baikal Electronics。
在最新一輪制裁名單中，其母公司T-Platforms赫然在列。
Baikal Electronics能達到的製程為28nm，它起初基於MIPS架構，這兩年轉向ARM，支持運行俄國產作業系統Astra Linux。
其最近發布的處理器為Baikal-S，擁有48個核心，基準頻率2.0GHz，最高加速2.5GHz，熱設計功耗為120W，同時還整合封裝了一顆自研的RISC-V架構協處理器。
而除了母公司被制裁，Baikal Electronics還要面臨晶片無法出貨的問題。
一直以來，Baikal Electronics的晶片都是由台積電代工。
在美國發布最新一輪制裁名單前，台積電方面已經表示，將不再為俄羅斯公司生產晶片，首當其衝的便是Baikal Electronics。
資料圖：俄羅斯總理德米特里·梅德韋傑夫於2016年8月3日在俄羅斯莫斯科附近的澤列諾格勒參觀了俄羅斯微晶片公司 Angstrem-T的工廠
同樣跟Mikron有著悠久歷史的晶片製造廠Angstrem-T，在2017年就遭到過制裁，並受到重創。
當時，Angstrem-T能拿出的最高製程為250nm。作為對比，這一年三星已經在量產7nm晶片了。
因受到制裁影響，Angstrem-T陷入債務危機，於2018年被俄羅斯國家開發銀行VEB.RF收購；2019年，正式宣告破產重組。
但就在去年，這家公司傳來一點起死回生的跡象。據報導稱，他們已高薪聘請十數位專家幫助Angstrem-T重啟產線。而且還計劃從AMD採購設備，用來生產130-90nm的晶片。
2013年，SPARC莫斯科中心設計了一款用於軍事和工業用途的筆記型電腦。
最後介紹的是晶片設計廠商MCST（莫斯科SPARC技術中心，Moscow Center for SPARC Technologies），成立於1992年，前身是列別捷夫精密機械與計算機工程研究所。
其旗下Elbrus處理器包含兩條產品線，一條面向民用，架構基於Elbrus-2000架構(俄羅斯版本X86)；另一條面向軍用，架構基於SPARC，同樣由台積電代工。
目前產品能達到的最高製程工藝為16nm。
但該系列晶片在實測中表現不佳，去年年底時，俄羅斯最大銀行Sber技術部門在測試Elbrus-8C後給出的評價是：
記憶體不足、記憶體速度慢、核心數量少、頻率低、完全不滿足需求。
已有7萬IT人員出走俄羅斯
最後再回到現在，截至3月31日，美方公開的最新制裁名單中，涉及21個實體企業、13名個人。
當天白宮方面還表示，未來幾天將會把120個俄羅斯和白俄羅斯實體加入名單，範圍將擴大到航天航空、船舶和電子行業。
而從目前看來，第一波制裁造成的影響，已經遠遠超出晶片產業。
俄羅斯版谷歌Yandex就是代表之一。其旗下業務包括搜尋引擎、雲服務、網約車等等。
據報導，受到進出口限制，Yandex將會在未來1-18個月內面臨伺服器硬體短缺情況，自動駕駛業務也將遭受嚴重打擊。
為此，它們正在尋求重組以降低被制裁風險。
同時還在和俄羅斯境內社交網絡最大營運商VK進行談判，打算出售其新聞部門、Zen社交平台，或者剝離自動駕駛業務。
更為深入的影響，還體現在人才上。
據報導，從2月底到現在，已經有7萬名IT技術人員離開了俄羅斯。
俄羅斯通訊協會方面也承認了這一事實，並表示在4月時，離境的IT人員數量可能會達到10萬人。
不過俄羅斯官方方面也一直有所應對。
除了前文提到的投入重金研發光刻機外，最近路透社報導，俄羅斯正在轉向中國的微晶片製造商尋求供應，主要是為了解決其本土MIR支付系統相關的銀行卡需求。
