光刻机比原子弹还难造的原因是光刻机本身的技术和零件是难以制造的,西方国家对我国实行技术封锁,连零件都不卖给我们。
从光刻机的零件来看,最难得是镜头,要求精度相当高。我国目前只能做出纳米级别14的镜头。还有一个原因是零件需要工程师们手工打磨。打磨这些零件需要耗费大量的时间。稍不留神,就会损坏。所以我国之前就直接从国外购买,这样价格便宜还能节约时间。光刻机的最著名的厂家的是荷兰ASML,其他国家认为这行投入大,产值低,太不划算。
在当今社会,很多智能设备里都含有芯片。芯片技术的高低是衡量一个国家半导体水平高低的一个标准。芯片是由光刻机来制造的。我国之所以没有大龄的芯片是因为缺乏先进的光刻机来进行生产。光刻机跟照相机冲洗照片的原理相似。就是利用曝光的手段在硅片上画画。目前只有荷兰ASML制造出高端的光刻机,而且西方封锁了光刻机的技术,甚至连光科机的零件不买给我们。我们只能摸着石头过河,自己摸索,目前也才达到纳米级别14DE水平。虽然与荷兰相比,我们还有很大的差距,但对那些通常用的设备已经够用了。
记得去年,国外的苹果手机为了赢得华为手机,打价格战。华为手机连芯片都造不出来,为了生存,不得不把华为荣耀卖掉,断臂求生。在国内外手机市场上,华为手机的市场被蚕食。庆幸的是,VIVO跟OPPO 还是占据了前三名。现在随着电动汽车的增多,芯片问题的解决也有助于电动汽车产业的发展。现在我国的电动汽车已经领先美国了,相信我国科研实力的增强,我们一定能欧研制出更精密的芯片,打破国外的阴谋。
如果中国举全国力量研发芯片和研制光刻机,也需要10-20年左右。
在中国芯片制造被漂亮国“卡脖子”的时候,ASML总裁Peter Wennink曾经在一次科技会议上明确表示,“高端的EUV光刻机永远不可能(被中国)模仿。”虽然说,皮特老板的话听起来不太顺耳,甚至有些打击我们的积极性和自信心,但是不得不说,人家能说出这一番话来,肯定是有人家的底气的。
ASML的皮特老板还说:“因为我们是系统集成商,我们将数百家公司的技术整合在一起,为客户服务。这种机器有80000个零件,其中许多零件非常复杂。”据他介绍,许多企业专门为光刻机生产诸如镜头、反光镜和其他光学部件,目前为止,世界上的任何公司都不可能轻易地模仿制造。
实际上,许多网友对此言论是有些不屑一顾的,他们似乎觉得生产光刻机其实并不难,只要中国拿出当年自力更生地研发制造“两弹一星”的精神和意志来,那么,哪怕四处碰壁、困难重重,也一定能得偿所愿地制造出中国自主知识产权的光刻机来。
但是这样的说法,显然太过主观臆断。
无论如何,想要造出高精度、高可靠和高品质的光刻机,都不是一件容易的事。
就拿ASML公司来说,虽然是荷兰公司,但是背后却是美国资本的掌控。在全部数万个零部件中,有许多关键部件,都是来自美国和日本的高科技公司。而美国科技的领先,一方面是在大量资本投入下设计研发的先进,另一方面更是世界各国科技人才的趋之若鹜。
有财富、有资本,又有人才,点满了“科技树”的美国科技,自然在光刻机和芯片领域一往无前。
纵观短短几十年的芯片技术发展史,荷兰的ASML公司坚持技术整合,迎合客户需求,抓住了电脑、手机和数码产品水涨船高、突飞猛进的历史机遇,堪称是美日两国在半导体科技领域相互竞争的“幸运儿”。
就咱们国内的半导体行业来说,上海微电子的光刻机在2019年以前保持在90纳米左右,已经是国产光刻机的最高水平,但是在“卡脖子”事件之后,国产芯片制造产业显然得到了迅猛发展。据悉,上海微电子在两年内已经率先研发出28nm光刻机的先进技术,并有望尽快向企业交付。而中科院光电所已经研发出光刻分辨率达22nm的技术,但是研究归研究,想要量产出来,成千上万零部件的设计研发、制造整合,都会是层出不穷的大问题。
不管怎么说,上海微电子和中科院光电所能够研发出成熟可行的光刻机技术,值得我们每一个中国人庆贺,但是我们也要看到,国内光刻机和荷兰ASML光刻机,仍然有设计研发、零部件整合与制造工艺方面的巨大差距,而西方国家深耕细作几十年的技术壁垒和鸿沟,我们想要在两三年内寻求突破,无疑是比较困难的。
虽然说,研发国产芯片和研制国产光刻机是摆在华为“打工人”和我们每个中国人面前的“当务之急”,但是正所谓“欲速则不达”,在当前的形势下,我们既需要快马加鞭地加速追赶速度,也需要统筹兼顾国内半导体行业的发展现状。
或许等到某一天,咱们中国人就是“专治各种不服”,成功地凭借着顽强不屈的精气神和举国之力的众志成城,研发出了高精度光刻机,到那时候我们也必须牢记:再先进的光刻机,也是用来脚踏实地生产芯片,完善和改进我国的半导体产业链的,而不是摆出来“论功行赏”,给脸上“贴金”的。
因此,正常来说,就算是中国举全国力量研发芯片和研制光刻机,也需要10-20年左右。
如果心急火燎,抡圆了胳膊,一窝蜂地“大干快上”,很容易忽略科技发展的正常规律,反而会造成各种意想不到的问题。
但是就我个人来说,我当然希望光刻机的研发制造越快越好!
造光刻机难的原因有:
1、西方国家的技术封锁:
在光刻机领域,荷兰是最有发言权的,我国很早以前就跟他们取得联系,并且希望进行相关合作,若是双方进行合作的话,很容易就能解决技术问题,可是美国却总是从中作梗,要求荷兰方面封锁相关信息,不愿意让这个技术流到中国这里。
2、没有参照物:
这么多年以来,中国之所以能够发展得这么迅猛,一方面是因为拥有相对技术的经验,另一方面就是因为,可以买到具有参考意义的物品,进行模拟式的研究,而高端光刻机的参照物,我们始终都没有获得,简直就是一张白纸,相关工作很难展开。
3、光刻机技术:
光刻机技术并不仅仅是单纯的一项技术,而是一个集合性质的技术群体,在一个光刻机里面,至少有8万多个电子元件,光刻机凝聚了人类最高智慧。
在众多技术难关中有很多关卡,即便是解决了其中一部分,也没有办法将所有的东西拆解开来,与其自己研究,还不如通过商业合作的方式,使用其中某项功能,因此中国的光刻机研究,迟迟没有真正的实现技术突破。
世界的光刻机水平:
实际上中国能制造光刻机,只是不能制造先进光刻机。在2021年的时候,中国就有企业宣布制造出了能生产24nm芯片的光刻机。这个水平放到国际上大概是2013年到2015年的水平,而在2021年时国际领先水平是5nm芯片。
单论先进光刻机方面,在目前的市场上是一超多强。荷兰的asml是世界上最大、最先进的光刻机制造商,占据了全球光刻机市场80%的份额,在行业中基本做到了垄断。
整个世界有4大光刻机生产商,除了荷兰的asml,日本的佳能和尼康也在市场中占据一定份额,而中国也在里面有一个名额,那就是上海微电子。
上海微电子是全球主要的低端光刻机生产商,占据了全球低端光刻机40%的份额。所以就光刻机本身来说,光刻机并不难造,至少对于中国来说光刻机不难造,难造的是最顶尖的光刻机。
在光刻机的制造过程中,对我们来说最困难的一步就是西方国家对我们的技术封锁,正是因为这些技术封锁,我们国家目前还不足以造出光刻机。
1、 光刻机制造难度。
ASML目前是荷兰光刻技术的领导者,占据了80%的全球市场份额。只有ASML能生产出最先进的EUV光刻技术。光刻机的技术门槛很高,这是人类智慧的产物。ASML光刻机90%的零件来自外部采购,包括德国的光学设备、美国的计量设备和光源设备。ASM还有一个规定,就是只有投资ASML,才能获得第一供应权,也就是说,我们想买光刻机,就必须先去投资,ASML在这种合作模式得到了大量的资助。英特尔、三星、台积电在ASML都持有的有相当数量的股份。
2、 我国的光刻机发展。
中国的光刻机制造商是上海微电子,主要专注于低端市场,生产90nm及以下工艺,与7Nm ASML工艺相比还有很大差距。虽然上海微电子并不具备在高水平光刻市场取得突破性进展的能力,但在低成本光刻市场上却从无到有地占据了垄断地位,目前上海微电子正在向高端光刻机发展。据说它突破了24nm工艺的关键技术,在不久的将来我们就能看到它了。
3、 未来中国能制造光刻机吗?
未来我们国家一定会有光刻机,就像当时的原子弹和氢弹一样,其他国家对我们技术封锁,我们用算盘来计算数字,最终是成功造出来了氢弹和原子弹,现在我们国家的技术要比以前好太多了,在这种情况下,我们肯定能造出来光刻机,打破西方国家的技术封锁。
总结:
我们国家的光刻机正在路上,如果速度够快,2025年之前我们就能把光刻机给造出来。