光刻机到底是什么玩意？

光刻机到底是什么玩意？

中国不缺钱，动辄投资数百亿，况且牵扯到华为的需要，钱袋子理应又大又深。中国也不缺人才，海归加上土鳖，是目前的科研产量大国。总之，凭中国的实力，却对高端光刻机望洋兴叹，令人疑惑。

为探究一下深不可测的光刻机，看了些零星科普，也粗读到了荷兰人写的关于当今光刻机巨无霸ASML的一本书 （书名：ASML’s Architects，光刻巨人），了解些ASML如何崛起为光刻机世界的独家老大而一骑绝尘，有了点实实在在的感觉，原来这斯光刻机确实来头不小，甚至不是一堆钞票马上可得到的技术。

先要提下翻番。原来半导体行业有个摩尔定律，此摩尔非高中化学的摩尔， 而是英特尔创始人戈登 摩尔（Gordon Moore）的行业经验谈，他60年代预测半导体芯片上的晶体管数量每两年要翻番，否则研发者会被竞争淘汰出局，他的说法被业界奉为摩尔定律，芯片的发展大致按这个套路前行。

要在一个固定面积的芯片上翻番晶体管数量，就必须缩小其单个晶体管体积，也就是常说的芯片纳米级数，ASML的光刻机可以做到了5纳米，这是什么概念呢？换算是这样的，1厘米等于1千毫米，1毫米又等于1千微米，1微米再等于1千纳米。人头发的粗细大致是0.05毫米左右，5纳米相当于头发直径的万分之一大小。

要造如此微小的元件，肉眼肯定无济于事，低倍显微镜也远远不够用了，这就要显示光刻机的威力了，依此技术，一块芯片上可以安置几十亿个晶体元件，实在难以想象。难怪一台光刻机价值一两亿美金，而且一台难求。

据说国内光刻机的精度达到28纳米，而受美国的出口限制，荷兰ASML光刻机不准出售到中国，就连芯片代加工商台湾台积电也禁止为华为等中国企业加工高端芯片，因为SAML也好，台积电也罢，都受美国技术控制，这就是中国被卡脖子的原因。

简单理解，光刻机就像一架超高精度的照相机，把设计好的电路图投影到小小的硅片上，由超过精密的操作仪器有序加工。像摄影一样，有关键的三要素，即高质镜头，良好光源，稳固机身。荷兰EUV （极紫外光extreme ultra violet）光刻机是当今最高端产品，把这三者应用到了极致。

镜片来自德国蔡司，全球显微镜制造巨人，是德国工匠中的工匠，磨镜工被誉为“金手指”, 细工出慢活，一年为光刻机磨成的镜片很有限。光源的应用也匪夷所思，极紫外光是由英特尔牵头组建包括几个美国国家实验室的一个庞大组织，花费数百亿美元的重大研究成果。精密仪器的基座要超稳定，在真空操作，否则会失之纳厘 差之千里了，而电子巨头飞利浦公司和德国顶尖厂商在此领域鼎立相助，所以，荷兰的光刻机是世界多项顶尖技术的集大成者。

如此高端的仪器为何落入名不见经传的荷兰公司ASML？其实ASML出身不凡，前身是大名鼎鼎飞利浦公司的一个实验室，但因烧钱太多而由看不到前景被飞利浦扫地出门。ASML在风雨飘摇中苦苦支撑，多亏领导层高瞻远瞩坚韧不拔，充分发挥荷兰人“海上马车夫”高超的资金运作能力，求爷爷告奶奶总算在高额投资中没有断炊，熬到了柳暗花明又一村。

80年代日本尼康光刻机发展如日中天，把美国几个竞争对手打得落花流水逼出江湖，占据全球市场半壁江山。那时，位于荷兰一个不足30万人小城的ASML有雄心但仍缺实力，汗衫上印着“我们将打败日本人”的员工挥洒汗水，坚信梅花香自苦寒来，最后必胜的信念真的梦想成真，如今尼康只能在低端产品有一席之地，而高端光刻机则被ASML甩出几道街了。

不看不知道，一看吓一跳，原来光刻机包涵了众多领域的尖端技术，实实在在的超高端产品，非一朝一日之功。芯片是当今世界的核心产品，竞争会愈加激烈，研发投入会是天文数字，中国在被卡脖子之下正奋力追赶，将来谁主沉浮，拭目以待。

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