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比原子彈還稀有,全世界僅有三個國家掌握,光刻機為什麽這麽難?

2024-07-20科技

導語

光刻機是人們常常會提起的一款機器,它的作用很重要,但卻只有極少數人了解。
在那些工廠中,光刻機幾乎是不可或缺的器材,它的作用就是在矽晶圓上刻出芯片的路線,人們可以粗糙的認為光刻機就是一台「激光印表機」。

但是激光印表機技術並不難掌握,但對於光刻機,人們又為什麽能夠說出「它比原子彈還稀有」呢?
除了台積電、三星、英特爾等少數一兩家大廠之外,幾乎沒有一家大公司能夠獨立制造出光刻機。

而哪怕是最自主研發能力最強大的美國,也只有能制造10納米級別的光刻機,還離制造7納米級別的最頂尖水平差了十萬八千裏。

一、高端光刻機制造反映國家科技實力。

美國人都能找不到辦法制造出10納米級別的光刻機,那只有日本和荷蘭人能制造出7納米級別的光刻機了。
光刻機的難點在哪裏?
美國人掏腰包都掏不出來難道就不是一大筆錢的問題了嗎?

明眼人一看就知道,比起制造原子彈,制造高端光刻機更考驗一個國家的科技實力。
原子彈造不出來是因為科學家們還沒有搞清楚重元素之間的結合能問題,這確實是一道硬骨頭,但也只是硬骨頭。

硬骨頭能硬過芯片的精密程度嗎?
微塵都有可能讓制作出來的「針孔」變成「大洞」,而且只要搞不好,中間打出來的路線還會斷,結果就是制出來的芯片沒法用。

人們為了解決這個嚴峻的問題,不僅要求機器的精度達到數分之一甚至更高的地步,而且還要保證這樣的精度每平方厘米就有千萬次以上,因為一塊晶圓上可是有數十億條線的,得一塊晶圓每一處都保證高精度。
然而光刻機的層面非常龐大,無論是機械主體還是電子器材,可謂門檻高得離譜。

更何況,整台機器不能單獨做到一定的水平就可以了,主要的器材還得和周邊儀器協同工作,必須還要讓各個系統都做到同等水平,才能確保生產出來的芯片能夠具備想要的效能。

二、日本和荷蘭能制造高端光刻機的原因。

日本和荷蘭可以制造高端光刻機的主要原因是它們長時間以來在光刻機方面的研發投入可以說十分龐大。

但是光刻機的制造不是靠錢能夠縮短時間的事情,相反,光刻機制造的許多難題甚至無法用錢來克服。
荷蘭人雖然一直在光刻機方面進行研發,但在上個世紀裝備水平逐漸成為國際上最先進的階段後,荷蘭還是一樣不獨立於別人的「F2」階段,還在繼續向別人進行技術采購。

而後,荷蘭人突然不僅成為了比美國人更懂光刻機的制造,還成為了向來以出口為主的國家中唯一一家能夠獨立制造出光刻機的國家。
這其中到底發生了什麽?
其實,真相就是,因為荷蘭人一直抱著美國人的腿,荷蘭人一直沒有真正的自主研發能力。

荷蘭人之所以能夠突然制造出光刻機,是因為他們在幾十年的時間裏,不斷的為此輸血。
這一切,都是因為他們一不小心將自己陰差陽錯賣了出去,才換來了制造高端光刻機所需的資金和技術。

隨著時間的流逝,他們原本只是希望透過向中國出口一些光刻機零配件,來維持自己的陣營而已,然而現實卻證明,他們真的把希望押在了「鐵了心」上。
中國人的自主研發能力擺在那裏呢,幾十年過去了,中國的矽片加工技術一直沒有得到進步,但是光刻機技術卻拿到了很大的發展。

中國人終於明白了一件事,那就是矽片加工技術縱然是民用技術,但是它是建立在光刻機基礎上的,光刻機則是軍方至高無上的利器。
這一次虧本買賣,讓荷蘭人迫不及待的想要將這一塊拱手讓出去,但是這時候,中國人也意識到了這一點。

三、中國的突破可期。

中國雖然還只是制造28納米級別的光刻機,但是它的研發過程卻是揭開了世界光刻機制造的巨大秘密。

照這樣下去,沒準過20年,中國就可以獨立制造出7納米級別的光刻機了,屆時中國在國際上勢必將躋身領頭羊。
或許有人會說,現在就是7納米級別的芯片才有可能套用光刻機,中國芯片產業的火熱,這並不是一個好訊息啊。

但是大家放心,7納米級別的光刻機並不一定只能用來制作7納米級別的芯片,而這也是荷蘭人最終決定將制造光刻機的技術賣給中國人的原因所在。
有了7納米級別的光刻機,中國人不僅可以生產出7納米級別的芯片,還能夠將這一技術套用到民用電子器材中,起到非常大的使用效果。

有了7納米級別的光刻機,中國人不僅可以生產出7納米級別的芯片,還能夠將這一技術套用到民用電子器材中,起到非常大的使用效果。
光刻機,這個在別人眼中無比稀有的,放在中國已經有了重大突破的技術,很可能成為中國的一項霸主性質的利器。
咱們國家就是這麽厲害,大國的實力,怎麽會靠一夜之間的事情就能打敗呢?

結語

高端光刻機的制造需要國家長時間的科研投入和人才培養,是國家科技實力的重要體現。
芯片工藝的提升將推動電子器材效能的飛速發展,影響整個科技產業鏈的發展,影響國之力量的競爭力。

國家間技術競爭的背後反映了各國在科技領域的角力和制衡,需要平衡國際科技治理的關系。