心智觀察所：中重稀土出口管制，事關光刻機產業對決

【文/觀察者網專欄作者 心智觀察所】

不久前，國家商務部、海關總署聯合發佈公告，決定對部分中重稀土相關物項實施出口管制，包括釤、釓、鋱、鏑、鑥、鈧、釔的合金、化合物、氧化物等相關物項出口，必須根據相關法規向商務部申請許可證。

消息一出，相關物項的國際市場價格應聲暴漲，專業人士甚至預期後續將會有500%乃至更大幅度的漲價。

正如心智觀察所第一時間進行的分析，此舉將會對全球供應鏈產生戰略性影響，尤其是對高度依賴這7種稀土材料的高性能磁體、光電材料及其下游國防軍工、醫療設備等關鍵應用領域。

許多人或許還沒有意識到的是，此次出招，對光刻機產業制高點的角逐也將帶來巨大影響。

眾所周知，EUV光刻機已然成為美國對華科技遏制的最關鍵抓手，一談起EUV，就會有各種奇奇怪怪的失敗主義論調橫行於國內輿論場，以各種看似紮實的數據言之鑿鑿論證中國無望追趕。

然而且不説新型舉國體制正在EUV技術攻堅中凝聚起的力量，單從對手的需求看，在美國管轄長臂試圖“鎖死”中國光刻機發展上限的同時，美西方自身想要將光刻技術繼續向前推進，同樣極大受制於中國稀土材料供給。

根據目前ASML發佈的產品路線圖，其現有EUV產品體系沿着數值孔徑和工藝因子優化的路徑，預計可迭代到2030年代初期的0.75NA HXE系列，此時就將到達現有技術體系的分辨率極限，2035年後，超越現有架構的“BEUV”（Beyond EUV）光刻機將取代其王者地位。

目前，海外已經相繼鋪開了BEUV關鍵技術研究，如去年底美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）就公開了可作為光刻機驅動激光的大孔徑銩 (BAT) 激光器，並將牽頭組建極端光刻與材料創新中心（ELMIC）。

ELMIC是一項為期四年、耗資1200萬美元的研究項目，將測試BAT激光器能否將EUV光源效率提高約10倍，有望催生下一代BEUV光刻系統，該項目成員還包括ASML首席EUV光源專家Michael Purvis。

對於BEUV，目前還有多條光源技術路線正在被研究，包括中國已走在全球前沿的自由電子激光（FEL）、穩態微聚束（SSMB）加速器等，不過最新版IRDS光刻路線圖中也坦言，替代方案的最大挑戰是缺乏產業生態，因此“向公用事業規模光源架構的必要範式轉變具有足夠的顛覆性，需要就其開發和相關的生態系統/基礎設施變革達成廣泛共識”。

基於這一背景，業界對於開發短波長（6.X納米）的激光等離子體光源給予了高度重視，有很大概率成為優選技術路線，原因不僅是其技術原理與當前EUV光刻機有較高繼承性，且多層鏡組成的反射式光學系統在6.X納米波長下理論反射率可高達70%。

不過如果真要下定決心開發6.X納米光源，其驅動激光、靶材、收集鏡這三大關鍵技術都需要依賴我國所事實壟斷的稀土材料。

就拿上文提到的BAT激光器為例，其正是以摻銩氟化釔鋰 (Tm:YLF) 晶體作為增益介質，具有高激光損傷閾值、大發射截面和寬調諧範圍等獨特性能。此外，相較於現有的二氧化碳激光器，摻釔鋰氟化物 (YLF) 和摻釔鋁石榴石 (YAG) 等激光晶體工作波長還更有利於拉昇光源轉換效率。

從靶材上看， 鋱和釓取代錫靶，也是目前BEUV研究的熱點。

根據今年2月份發表於《光學快報》（Optics Express）的上光所、長光所、長春理工大學團隊聯合研究成果，在現有的平面靶雙激光脈衝方案基礎上，研究人員通過腔體結構調控預形成等離子體的膨脹，進一步優化了釓基BEUV光源 (Gd-LPP) 的光譜性能。實驗數據表明，腔體約束靶保留了傳統平面靶雙脈衝方案的優勢，同時提高了光譜純度，最高光譜純度可達4.35%。

至於收集鏡和BEUV光學系統反射鏡，同樣需要從傳統鉬/硅多層鏡升級到基於鑭系稀土元素的La/B4C多層鏡。

從這樣的極簡梳理不難看出，有效控制相關稀土資源外流，將會對我國光刻機產業在BEUV階段的後來居上奠定良好基礎。

這就像是一場馬拉松比賽，儘管對手看似“遙遙領先”，但最後10公里的賽道，我們卻控制着前導車的速度和方向。

當然，要讓稀土管制這張王牌真正發揮效力，絕不是一紙公告就能完成，政策落地需要破解的挑戰同樣不少。

首先是行業自律問題。由於國內稀土產量往往大幅超出國內需求量，各類稀土元素每年產量中絕大部分，最終以原料或產品的形式輸出海外市場，因此當出口管制生效後，不少稀土企業經營者儘管對於國家戰略考量心知肚明，但仍然難免遭遇“人性的考驗”。面對國際市場的巨大牟利空間，走私衝動恐怕難以遏制，鎵、鍺、銻出口管制後曝出的一些案件已是明證。

其次是監管難度大。稀土元素可以通過多種形式出口，除了直接出口原材料外，還可以通過出口半成品或成品間接流出。這就像是想堵住一個篩子裏的水，總有漏洞可鑽。管制措施如何做到既不過度限制正常貿易，又能有效防止戰略資源外流，需要監管部門下足“繡花功夫”。

再者是國際壓力。西方國家對此次管制措施必然強烈反應，甚至可能以“違反WTO規則”為由提起訴訟，或採取額外報復措施。這種情況下，如何不被外部壓力所動搖，需要智慧與定力。

最後，則是產業網絡協同。單純依靠資源管制並不能從根本上解決技術追趕問題，必須同步推進下游應用研發，尤其是BEUV光刻核心技術攻關。否則，即使握有稀土資源的天然優勢，也難以轉化為真正的產業競爭力。

這不是一場短跑，而是一場持久戰，只有將稀土資源優勢與技術創新緊密結合，才能在未來的極限技術競爭中摘取勝利果實。

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