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文|双宜

(资料图片仅供参考)

编辑|翩然

说起光刻机的专业技术领域，我们老百姓或许连“光刻机”三个字都闻所未闻。

荷兰人就曾抬着高傲的头宣称：把图纸给中国人，他们也造不出光刻机！

荷兰人这样说，难道这光刻机比原子弹还难造吗？

在我国愈来愈强大的国力之下，我们在高精尖领域的科技力量是否真的如他们所断定的那样呢？

（荷兰光刻机）

光刻机制造的难度

光刻机，被誉为芯片制造的“打印机”。

它是人类制造史上精度和性能水平最高的机器，是芯片制造的核心装备。

当下的所有电子产品：电脑、手机、LED制造业、人工智能等各个领域，都离不开芯片的运用。

如果说芯片是电子设备的大脑的话，那么光刻机就是电子设备的母体。

可见，光刻机在现代高科技中的重要地位。

荷兰ASML公司光刻机

但是，全世界只有少数几家公司能够研制和生产光刻机。

主要以荷兰ASML，日本Nikon和Canon这三大品牌为主。

而有能力制造最高端的EUV光刻机的，目前仅有荷兰ASML这一家公司。

因此，国际上便出现了光刻机的研发生产和制造被这些公司长期垄断的局面。

而其庞大的供应商群体也令人咋舌，用于7nm节点制程的EUV光刻机需要上游5000多家供应商的支持，需使用10万多个光机零件。

这个EUV光刻机可以刻画出只有头发丝直径的0.02%的线条，其精准度和难度都是出类拔萃的。

值得一提的是，美国的Cymer公司研发EUV光刻机的光源，荷兰ASML公司将其应用到光刻机上却花了20年的时间，可见其难度之大。

（EUV光刻机）

光刻机的制造不但需要高端技术的研发力量，还需所有顶尖制造商的技术优势才能满足全部零部件设计的高精要求。

据有关资料报道，八万多个零部件才能组成全球最顶尖的EUV光刻机。

而且其中90%是从全世界的各个国家进口而来，集合了世界范围内超精密制造与测量的能力。

所以，没有哪一个国家可以单独靠自己的力量完成整个光刻机的制造，自然中国也不例外。

其次，我们中国现有的技术水平暂时还无法研制出光刻机上所需的更为高端精密的材料及其零部件。

可是依赖进口，又往往面临美国为首的一些国家的“刁难”，从而造成某些前沿科技研发及量产无法顺利开展。

除了这些，反射镜、工作台移动精准度、极度耗电等诸多难题都是我国现阶段亟待解决的问题。

所以，很多人认为虽然当年我国原子弹的制造耗费了10万人的队伍，花了整整10年，投入了大量的人力物力财力。

但相形之下，原子弹的制造似乎更纯粹一些。

而光刻机的制造更为复杂，在技术层面上，难度系数也更大。

（我国第一颗原子弹爆炸）

研发阶段停滞不前

核物理学家钱三强曾说过：“科学经历的是一条非常曲折、非常艰难的道路。”

既然制造光刻机遇到的困难是全方位的，那么在光刻机的研发和制造上，我国到底又遇到了哪些问题呢？

其实，65型接触式光刻机早在1966年便被我国成功地研制出，1980年和1985年我国又研发出了分布式投影光刻机。

（我国60年代研制出的65型接触式光刻机）

然而，“势孤力薄”的国内芯片产业让研制出来的光刻机只能处于理论研究阶段，并没有大规模地运用到工业生产中。

80年代，随着国内“造不如买”的思潮泛滥，将我国本就落后的光刻机技术和芯片产业，更加凝固在原地。

而此时国际上的很多发达国家已经利用这短短的10年，将我们远远的甩了出去，相去万里了。

总之，思想意识的放松、长期停留在研发阶段，没有让光刻机走上产业化的道路，是当时光刻机的研发和制造所面临的现实问题。

直到1999年，在科索沃战争中，美国利用电子技术将南联盟几乎所有的网络系统攻击至瘫痪，这才敲醒沉睡中的我们。

此后，电子、信息、半导体产业的实践之路才被我国科技界开始重新重视起来……

（科索沃战争）

光刻机的实践之路

基于国家信息安全将面临威胁的严峻形势下，国家快速转变思路，光刻机从研发走向产业化的道路这才被提上了日程。

2002年上海微电子装备(集团)股份有限公司成立。

该公司派人去欧洲考察学习，此时，我们才发现我国在这个领域的技术已经落后发达国家至少20年的水平。

（上海微电子公司成立）

难怪荷兰人会对这次去考察的中国科技工作者大言不惭地鄙视：“把图纸给你们中国人，你们也造不出光刻机！”

面对我国光刻机技术的落后局面，我国的科研工作者虽然压力重重，但并没有就此气馁，他们迅速展开了自行研发光刻机的工作。

2007年，上海微电子的研发团队克服美国对我国实行“卡脖子”的困难，首台光刻机被研制成功。

2014年由工信部联合其他部委成立了国家集成电路产业投资基金，重点投资芯片制造业，兼顾设备和材料产业。

2018年3月，上海微电子研制的光刻机实现了在90纳米尺寸的刻画。

（2018年上海微电子研制的光刻机）

从2002年转变思想意识到如今实现光刻机90纳米尺寸的刻画，我国已经用了16年的时间，其中的艰辛历程已不言而喻。

即便这一突破仍旧低于国际先进水平，但我国光刻机技术始终停留在研发阶段的时代已一去不复返。

中央政府主导的地方政府、区域大学和相关产业三螺旋重叠交互的发展模式，让光刻机产业有了后盾。

结语

在这条科技引领产业化的道路上，我国对高端的光刻机材料和设备的需求也在不断增大，但却屡屡遭受他国在这一领域的垄断和限制。

2023年7月23日，继美国和荷兰之后，日本限制半导体制造设备出口的新规也正式生效。

我国半导体产业最尖端的芯片制造领域再次被笼罩上了阴霾。

这些现实情况让我国推进光刻机关键技术研发、提升半导体设备国产化率都面临重重困难，获取高端光刻机的难度也进一步加大。

事实证明，只有我们自己掌握了“含金量”更高的技术，才能摆脱他国对我国的钳制。

才能真正赶上光刻机制造的国际先进水平，逐步实现芯片产业的国产化。

这条路也许荆棘满途，万里迢迢，但终究会到达胜利的终点。

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