一次演讲,南开大学刘亚东院长提出了一个问题:造原子弹和做芯片哪个更难?接着他解释道:有人说,当年我们国家在那么困难的情况下,能够生产出原子弹,那么现在我们国力那么强大,为什么造不出一个小小的芯片,提这个问题呢,我想实际上还是对这个半导体芯片缺少了解。举一个例子说吧,如果说我们在难度系数上,把原子弹的难度系数说成是1的话,那么载人航天就是10,航空发动机是50,那么芯片可以说是100,因为这个小小的芯片,只有指甲盖大小,我想呢它是全体人类工业文明的一个集大成者,太不容易,太难了。

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接着刘院长继续娓娓道来:就这个芯片制造方面来讲呢,今天我们一会可能要更多的讨论光刻机,我可以说几件事情,大家就能明白有多难。光刻机上有两个同步运动的工作台,要求这两个工作台在运动的时候保持高度的合一致,误差要小于2纳米,误差小于2nm意味着什么呢?就好比两架大飞机从起飞到降落要保持严格的同步,从一架大飞机上伸出一把刻刀,在另一架大飞机上的一颗米粒上刻字,而且不能刻错,所以可见这个同步的要求有多高。我举例子就是想说明,造光刻机实在是太难了,有很多难以逾越的技术壁垒。

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光刻机也叫掩模对准曝光机,是制造半导体芯片的核心设备。它的工作原理类似照片冲印,需将掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上,目前世界上最先进的光刻机产自荷兰的ASML公司。

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为此,我国一直寄希望于从荷兰进口高端光刻机,但受诸多因素影响,人家不卖。所以我们只好自行研制,但性能较差,做出的芯片效果差强人意。

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为什么光刻机这么难做?首当其冲的就是对光刻机的镜头技术要求非常高,毕竟芯片上的电路图都是通过光线曝光印制而来的,镜头效果必须清晰精确,才能在绘制电路图时无偏差。我国目前的技术水平,还无法做出精度足够的镜头。

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此外,构成光刻机的一些高精尖的零部件我们无法用机器生产,我们很多工程师耗尽心血用手工打磨,也无法达到理想效果。受环境影响,我国迫切想要研制出更加先进的光刻机,以解开芯片卡脖子难题,但无奈技术还达不到要求。再加上目前世界上只有荷兰和日本两个国家真正掌握了光刻机技术,但他们根本就不愿意给我们开学习的口子,也导致我们只留下叹息声了。