造一台高端光刻机,真的比登天还难吗?
你现在正在看文章的手机里,有一个最核心部件,名字叫芯片,他是整个手机的灵魂,大小只有几十平方毫米,也就是长和宽都在1厘米以内,你别小看这个小小的芯片,指甲盖大小的手机芯片上就需要集成10亿个晶体管,相当于在一个米粒大小的地方写下2000万个字符,芯片用巧夺天工来形容真的一点都不过分,一个小小的芯片,可以称得上是人类整体智慧的结晶。

制作芯片的核心设备,就叫光刻机,目前这种设备那就更厉害了,一台光刻机就需要十万个零件!是目前地球上最顶尖的设备之一。单台高端光刻机的售价更是高达上亿欧元。
光刻机,顾名思义,就是用光来进行雕刻的机器,目前主流的光刻机有两种,一种是DUV,一种是EUV。DUV是指深紫外线光刻机,一般使用193纳米的光源,经多重曝光之后,可以用于7纳米以上的芯片制造。

而EUV是指极紫外线光刻机,采用13.5纳米的光源,用于7纳米及以下芯片的制造,
这里的光指的是紫外线,英文缩写为UV,为什么用紫外线,是因为紫外线的波长最短,它是自然界最精细的 " 画笔 ",然后再把预先设计好的芯片电子线路雕刻在光刻胶上,然后再通过其他工艺,将电子线路制作成芯片,这里的制作精度都是以纳米进行计算的,一个原子的直径大约是1纳米,也就是说如果我们用电子显微镜观察芯片,你会在芯片的某一个结构中,看到单独由几个原子构成的线路,难度之大,可想而知。
所以说,理论上我们可以设计出顶级的芯片蓝图,但是要制作成芯片实体,就要有求于人,这就是美国能够对我们进行芯片技术封锁的主要因素之一。

比方说,华为成功设计了麒麟系列芯片,想要真正做成手机芯片,就需要利用高端光刻工艺来进行制造,但这个技术目前我们还没有。
其实,不仅是我国,美国、德国等科技大国无法独立造出高精度光刻机,目前全球能制造出高精度光刻机的国家也就日本和荷兰。
环顾世界,能够独立发射火箭的国家已经有好多个,但高端的 EUV 光刻机,现在能制造的只有荷兰的阿斯麦公司。他占据了全球高端光刻机市场份额的 89%,剩下的被日本的尼康和佳能所瓜分。而 7 纳米以下的 EUV 光刻机市场则被阿斯麦完全垄断。
为什么造一台光刻机这么难?
主要是因为光刻机的配件多,工艺极其复杂苛刻,一台 EUV 光刻机有10 万个配件,从紫外光源、光学镜头、精密运动和环境控制等各个环节集结了全球顶级技术。
即使是荷兰的阿斯麦,也只是相当于技术高超的组装工厂,比如德国提供蔡司镜头设备,日本提供特殊复合材料,瑞典提供工业精密机床,美国提供控制软件等等,其制造的整个过程更是需要数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域等多项顶尖技术,可以说,荷兰阿斯麦的光刻机生产,是汇集了目前人类整体智慧的结晶。

所以说,我们国家要想以一己之力赶超全球顶尖科技,独立制造出顶级光刻机,难度之大可想而知,所以有一种说法是,即使荷兰人把图纸给我们,也造不出来,这并不是夸大其词。
同时,我国在光刻机研发领域起步较晚,研发初期简直是毫无头绪,不过我国目前在研发制程约为28纳米的光刻机,虽然与荷兰高精度光刻机的5到7纳米还有很大差距,但也算有不小的进步了。
再加上西方一些国家对我国进行技术封锁,光刻机很多核心零部件都需要我们自己去研发,而每一个核心部件可能都需要几万次几十万次,甚至上百万次的实验才有可能验证成功,这不是一般的难,而且是急不来的。
曾经有一位美国工程师也印证了上面的说法,他说“光刻机的一个小零件,工程师就需要调整高达十年之久,就连尺寸的调整就要高达百万次以上。
由此可见,光刻机技术不是一年半载就能够突破的,它的制造需要有长时间的技术积累和基础学科的知识沉淀。
但即使再难,相信我们国家的科学家们一定有办法实现超越,期待我国在光刻机领域能够早日突破困境,加油!
放心吧,我们中国有能力整出光刻机,要想到中国没有一枪一炮,最后不是新中国成立了吗?现在有什么办不到的,只要中国人齐心协力没有办不成的事。中国加油加油
加油
10個零件?好多啊
这篇文章还有一句关键词,即使荷兰人把图纸给我们也造不出来,这并不是夸大其词。 不要说高端光刻机,你就说日本的尼康、佳能照相机只这一个小项目和我们国产的照相机技术水平就可见分晓!