造一台高端光刻机,真的比登天还难吗

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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！

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