“连美国都造不出来光刻机,中国肯定也造不出来。”

你以为这是某个不专业人士的话?说出这句话的人实际上是中科大的副院长朱士尧,他对于高精尖领域的了解比普通人要多得多,也因此,他说出的话才更具权威性。

难道我国真的造不出光刻机吗?

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中科大物理教授朱士尧:光刻机难度超乎想象——抖音视频

光刻机对技术要求有多高

在2018年之前,很多非专业人士几乎都了解不到光刻机,但从2018年之后,光刻机这三个字就不断出现在人们身边,准确来说,是所有关于半导体领域的设备都经常出现。

因为在那年,我国半导体领域发生了翻天覆地的变化,来自美西方的制裁让我国高精尖领域备受打击,自研芯片迫在眉睫,但高端光刻机的缺失却令我们的研发陷入瓶颈。

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光刻机在半导体领域有多重要呢?如果说芯片是一台智能设备的心脏,那么光刻机,就是赋予芯片生命的机器。

光刻机诞生已有半个多世纪,在1955年,光刻机才初具雏形。美国贝尔实验室首先对光刻进行了尝试,当时这项技术被叫作“照相雕版”,因为它与照相机有着类似的原理。

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其实光刻机的工作原理非常简单:画出线路图——将线路图刻在玻璃板上,制成掩膜——将掩膜用强光投射到涂了光刻胶的硅片(晶圆)上——多次对硅片上的线路图用工艺做出晶体管和电路网络。

难吗?其实原理并不难,但随着科技的发展,对于光刻技术的要求也越来越高,现在最顶级的光刻机,也就是荷兰阿斯麦制造的EUV(极紫外光)光刻机,为什么只有阿斯麦才有呢?

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确实是因为EUV光刻机制造实在是太难了。用阿斯麦CEO韦尼克的话说,就是如果反射镜面积跟德国一样大,那么它的最高突起不能高于一厘米。

如果两辆车以每小时三万公里的速度移动并行,那么两者的差值必须小于0.5毫米。

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这么苛刻的要求,EUV光刻机就做到了,在精细这一块,可以说阿斯麦已经做到了极致化,所以自迈入21世纪后,阿斯麦直接占据了世界光刻机市场的90%,根本没有人能够与之匹敌。

在之前,阿斯麦和我国一直是很好的合作伙伴,但随着美西方对中国半导体的制裁,我国与阿斯麦的联系大幅降低,而光刻机也成为了我们的瓶颈。

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中国真的造不出来光刻机吗

对于我国来说,想要制造芯片,摆在面前的有两条路。第一条,死磕光刻机,从基础开始慢慢突破,其他领域都能突破,为什么光刻机不能?第二,放弃光刻机,另寻其他制造先进芯片的方法。

这两个方法可谓是有利有弊,前者是时间不确定,有毅力在,相信我们绝对能突破,但时间却成为了我们最需要的东西。

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科技发展日新月异,或许在我国成功研制光刻机的时候,世界就又变了模样。

后者的难点在于,我们要摒弃光刻机的一切,从原点开始寻找新的途径。也就是说,我们要开创一个新的路径,如果成功,这就是颠覆性的举动。

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这两个无论任何一个,对于我国的难度都非常大,毕竟就算是上个世纪能与阿斯麦一较高下的日本,也无法更进一步进行突破,所以阿斯麦的光刻机才能独步全球。

那么我国制造光刻机就真的一点希望都没有了吗?中科院副院长朱士尧说的“中国造不出来光刻机”的话,确实是真的吗?

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就制造光刻机的难度而言,我们确实不能太乐观,要知道,阿斯麦之所以能造出全球独一份的先进光刻机,背后隐藏着来自世界各地的力量。

极紫外线光刻机需要使用固定波长的极紫外线,长期稳定生产对于技术是一大考验,而现在阿斯麦所用的激光系统,是来自美国的Cymer公司。

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在2012年,这家美国公司被阿斯麦收购了,所以他们直接掌握了这门技术。

而高精度的镜头也是光刻机必不可少的,激光通过镜头收集成束,而这项技术来自德国的蔡司。另外,EUV的控制系统,也就是精密仪器制造技术,也来自于德国。

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像这样的技术,阿斯麦需要和全球合作,这也就造就了它的独一无二,我国想要复刻光刻机,确实是有很大的难度,时间是一方面,巨大投入是另一方面。

有人说,既然阿斯麦可以引进全世界的零件和技术,为什么我们不能?问题很简单,因为美西方的限制。

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美国既然能拉着阿斯麦一起对中国进行出口管制,那么他们自然也能让其他企业拒绝和中国合作。

想要在重重技术封锁下突破,很多人都认为这是件不可能办到的事情,那么,难道我们只能卡在瓶颈期吗?

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没有踏不过的坎

不,中国千年文化中,人们从来都没有知难而退过。尤其是近代,新中国成立后遇到了多大的麻烦,我国都从没退缩。

大到原子弹、氢弹、人造卫星,小到各种器械类工艺,即使在国外技术的垄断之下,我国还是打破桎梏,一往无前,走出了独属于中国的风格。

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现在面对美西方的封锁也是一样,一方面,我们需要加紧培养相关人才,有了人才,中国的未来才有希望。

另一方面,我们也要做好长期战斗的准备,加大投入,尽全力支持光刻机的研发。与此同时,加强和国际上的合作,闭门造车不可取,顺应时代,创造机会才是努力的方向。

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而我国,现在正在朝着国产光刻机的方向不断努力着。2022年11月,国家知识产权局公布了华为的一项新专利“反射镜、光刻装置及其控制方法”,这令我国在光刻机核心技术上实现一大突破。

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2023年,上海微电子正在致力于28nm的光刻机,交付已经近在眼前;而各个大学就光刻机技术进行了研制,也有着一定的突破。

除此之外,我国也在加快推进14纳米、7纳米甚至更低的光刻机研发工作。

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上观新闻:光刻机发展启示录:没有永远的“巨头”

这条路的终点不知道还有多远,但提升半导体设备国产化率迫在眉睫,相信在全国人民的一致努力下,光刻机技术不再遥不可及。

路虽远,行则将至!

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中国经济网:光刻机国产化前景如何?