光刻机的难度系数是100（光刻机制造难度有多大?）
光刻机的难度系数是100（光刻机制造难度有多大?）
光刻机是制造集成电路中非常重要的设备，特别是现在市面上大部分的芯片都是属于电子芯片，当电子芯片的工艺小于一定的尺寸的时候，就必须依靠光刻机在制作芯片，也就是说如果没有光刻机就没有办法制造出顶级的芯片，比如市面上7nm芯片、5nm芯片等都不可能造出。而芯片在生活中是非常重要的，比如电脑、手机等电子产品都少不了。
光刻机的制造难度
光刻机制造难度之大可以用荷兰ASML公司的一句话来表示，对方表示就算把光刻机的图纸拿出来，我们也制造不出光刻机。且不说对方是不是小看了中国制造，从侧面也反映出了光刻机的制作难度之大。因为现在还没有一个国家可以独立的制造出顶级的光刻机，就算是现在行业领先的ASML公司制造出来的光刻机，也是集合了十几个国家的顶尖技术。
一台小小的光刻机上面就有十几万的小零件，而且为了让光刻机可以领先，所有的零部件都是采用了全世界最领先的技术，所以说光刻机从插头、配件等都是选用了其他国家的顶尖技术，这相当于全世界的技术融合在一起才可以制造出顶级的光刻机，而且ASML公司背后有台积电、三星以及英特尔这样顶尖的企业投资支持，也是花了几十年的时间才有今天的成绩。
ASML光刻机
荷兰的ASML光刻机基本上都是供不应求，中国也一直想要购买，但是现在还没有收到货。ASML的光刻机基本上都是内部消化了，毕竟台积电、三星以及英特尔本来就是芯片大户，台积电能够在芯片代工领域有今天的成绩，跟手上有这么多的光刻机也有很大的关系。
问这个问题的基本上是对EUV光刻机不太了解的人，至于光刻机制造难度更难，还是原子弹制造更难，我们通过对比简单的数据就知道。
目前全球能制造出原子弹的国家并不少，已经部署原子弹的总共有8个国家，分别是美国，俄罗斯，中国，英国，法国，以色列，巴基斯坦以及印度。
另外日本、德国也具备制造原子弹的实力，只是他们不允许制造而已，还有包括伊朗，朝鲜，巴西，南非这些国家也具有制造原子弹的潜力。
由此可见，目前很多国家都已经掌握了原子弹的制造技术，只是迫于国际压力，他们不敢明目张胆的制造出原子弹而已，因为原子弹的制造会受到国际的制裁。
而且目前已经造出原子弹的这些国家当中，大多数国家都是在上世纪70年代之前造出来的，比如美国在1945年就已经造出来，俄罗斯在1949年就造出来，中国在1964年造出来，即便最晚的印度在1974年也造出来了。
而光刻机的诞生是伴随着半导体产业的发展而诞生的，在上世纪60年代的时候，光刻机已经开始出现，但当时真正具备制造光刻机实力的也只有几个国家，分别是美国，日本，中国，德国等少数国家，但这些国家制造出来的光刻机技术都相对比较。
而目前全球最高端的EUV光刻机只有一个国家拥有，那就是荷兰的ASML，就连日本拥有尼康、佳能这样的顶尖巨头也造不出7纳米以上的EUV光刻机，所以目前全球的7纳米EUV光刻机基本上被荷兰的ASML一个企业垄断。
此外，因为7纳米以上光刻机技术难度更大，目前日本的尼康和佳能已经放弃了高端光刻机的研究，只保留中低端的光刻机。
而过去十几年，我国在光刻机研究方面也投入了大量的资金和精力，但是长期以来我国已经量产的光刻机也只不过是90纳米，虽然目前我国28纳米光刻机已经取得技术上的突破，但要真正实现量产也需要等到2021年，或者2022年。
就算我国28纳米光刻机生产出来了，但是跟荷兰asm7纳米光刻机的差距仍然是非常大的，所以短期之内我国想要制造出7纳米以上的高端高光刻机难度很大。
通过简单的对比之后，我们就可以发现EUV光刻机的制造难度，要远远比原子弹制造难度更大。
原子弹的制造其实不需要复杂的工程，需要使用到的产业链和配件并不是很多，原子弹制造最难的一个环节就是铀浓缩，只要把铀浓缩提炼出来了，那么原子弹制造就水到渠成了。
光刻机制造则完全不一样，目前一台高端光客机有几万甚至上10万个零部件构成，这些零部件都是行业内最顶尖的技术，一个零部件都需要经过反反复复的打磨，才符合高端光 科技 的要求。
比如之前美国一个工程师曾经说过，为了打造光刻机上的一个零部件，他反反复复打磨了10年时间。
由此可见，光刻机的技术要求是非常高的，也正因为如此，目前全球没有任何一个国家能够单独生产出高端光刻机，即便荷兰ASML垄断了全球7nmEUV光刻机，但是他们90%以上的零部件都是依赖于从美国，德国，日本，中国台湾，韩国等一些国家或地区进口。
比如asml的光源来自于美国企业，镜头来自于德国的蔡司，光罩来自中国台湾等等。
这里面单是镜头和光源就是让人头疼的一件事情，比如德国蔡司提供的镜头技术难度到底有多大呢？我们举一个很简单的例子，如果把一个小小的镜头比作整个德国的国土面积，那么最高凸起的地方不能超过一厘米，大家自己想象一下这个要求到底有多高。
也正因为EUA光刻机技术难度就太大，所以目前真正掌握EUV光刻机技术的国家只有荷兰一个，其他国家即便有精力有资金投入，短期之内也不可能研究出来。
毕竟EUV光刻机所需要的几万个零部件，短期之内某一个国家不可能完全生产出来的，它需要多个国家多个企业共同努力，共同合作，才能打造出高精尖的光刻机。
但在一些核心零部件上，目前西方国家一直对我国进行技术封锁，这也是为什么我国十几年来光刻机研发进度非常缓慢的一个重要原因，因为我们所有核心零部件都需要自己一步一步的从0开始研发，所以难度是非常大的。
总之，原子弹只要你掌握了制造原理，并把铀浓缩提炼出来之后就可以制造出来，但是光刻机即便把所有的零部件放在你面前，让你自己组装，你也未必能够生产出合格的EUV光刻机，这就是原子弹跟光刻机制造的区别。
我可以负责人的告诉你，EUV光刻机比原子弹难太多了，美国的原子弹都不知道发展多少代了，但美国依然造不出EUV光刻机。
在这里首先要说明的是，美国不是不想造EUV光刻机，而是美国自己也造不出来，1997美国政府还专门组织了世界上的 科技 大公司以及美国三大实验室，花了6年时间来证明使用EUV光刻的可行性。当时美国害怕这些科学技术被外国公司掌握，不允许日本的尼康与荷兰的阿斯麦参加，后来阿斯麦求天求地，对美国许下大量承诺后才被允许进入里面做打杂的小弟弟。
当然了，阿斯麦虽然在里面只是做小弟，但他却能分享里面的所以科研成功，这让阿斯麦公司获得了EUV（极紫光线）开发利用的技术的积累，为后面研发成功打下基础。
那么回到问题上，为什么说EUV比原子弹还难？
制造原子弹只要有高浓度的浓缩铀，然后按照核反应原理进行装置就可以了。原子弹技术其实只有两个难点，一个是制造高浓度浓缩铀，一个是把核武器小型化。
制造高浓度的浓缩铀并不难，最原始的方法就是使用离心机制造，这种方法的缺点时效率太低，需要花大量的时间才能生产出足够多的浓缩铀，但是这个只是花费时间而已，并不是不能制造。
把核武器小型化，这个也并不是太难，通过反复计算与实验都可以不断的把核弹头改小，让它具备可携带作战性。
核武器只是大规模杀伤性武器，又不是精密的武器，所以不要把制造核武器想象的太难，只要全世界不禁止核武器，那么世界上任何国家通过一段时间的摸索，都可以造出来。
从理论上讲，再先进的光刻机，只要给世界各国足够多的时间去摸索，同样也能制造出来，但是制造EUV光刻的难度与制造原子弹的难度是不一样的，原因是光刻属于高精密机械，每一个部位都属于一个技术难点，由此制造光刻的技术难点远比制造原子弹的多。
如果说制造原子弹的技术难点只有两个，那么制造EUV光刻机的技术难点起码有一百个。攻克一百个技术难点付出的成本肯定比只攻克两个技术难点的成本要高。
而且制造核武器起码有爱因斯坦提供的理论去指导，而制造光刻机则没有相对要善的 科技 理论去指导，由此
就拿EUV光刻机的光源来说
EUV就是极紫外光的缩写
制造极紫外光并不困难，因为电子在磁场中接近光速飞行就会发光。
由于电子运动接近光速飞行，而发出来的光又以光速飞行，由于电子与它发出的光在速度上基本是同步的，而电子在飞行中又不断的发光，这时候电子发出的光线在它周围不断的重叠，当光线重叠到饱和时就会发出极紫外光。
由此制造极紫外光并不困难，很多国家都能制造出来，但是要制造250W的极紫外光就很困难。
记住这里的关键词“250W”。
250W是光敏材料对光源能量的要求，如果光源能量达不到250W，那么光刻效率就低，甚至无法光刻，因为涂在硅元上的光敏胶需要一定的温度才会发生化学反应，所以单制造出极紫外光是没用的，温度达不到就不会有太大的光刻效果。
在这里说一些下，选择用极紫外光来光刻，看中的只是它的波长短，只有13.5nm，而波长越短的光线在通过比它波长还小的细孔时，发生衍射率就越低，衍射率低则意味着通过两个距离很小的小孔，那么它们的光线不容易发生重叠，如此一来就得到较为清晰的℡☎联系：缩图像，从而提高光刻图形的精准度。
说白了，使用极紫外光看重的只是它的波长短，可以获得更小更清晰的图像，但是光刻是需要一定能量的。
那么问题来，极紫外光的能量来自哪里？
极紫外光的能量来自于激光所携带的能量转化。
在最先进的EUV光刻机中，激光是激光，极紫外光是极紫外光。
极紫外光是由激光击打锡滴，锡滴被电离后，电子脱离原子核以接近光速的速度在磁场中飞行发出。
而极紫外光的能量由击打锡滴激光所携带的能量转化而已，但是转化率非常低，普遍只有3%左右，想提高这个能量转化率非常困难，目前全球各国通过各种手段获得的最大能量转化率也没有超过5%的。
所以说极紫外光并不难制造，难制造的是光源能量达到250W的极紫外光。
为了制造出更高能量的极紫外光，人类几十年如一日的在奋斗，到目前为止也只有荷兰阿斯兰公司实现了这个目标。
中当前制造的极紫外光最高也只有150w，要达到250W有着相当大的距离。
你们不要小看极紫外光，他是作用很多的，并且在医学治疗上用途是很广的，具有非常高的商业价值。所以全球光源制造公司一直都在这方面持续投入研发，但是却迟迟无法提升极紫外光的光源能量。
也许有的人会说，激光转化率虽然低，但是也是可以转化的，换大功率的激光不就解决了？
理论上的确是可以通过换大功率的激光来解决这个问题，但是首先你得把大功率的激光研发出来，而且还要把激光的光束压缩成nm大小，不然你就无法击打锡滴。
大功率的激光也是高难度的科研项目，如果能制造大功率的激光的话，人类早就把所有的武器弹药扔掉了，改用激光武器。
所以EUV光刻机的第一个难点就是250W的光源不好制造。
单制造出250W的光线，还是不行的，要保证光刻机的商用性，还要解决大量的问题。
第一、光源供应问题
阿斯麦公司为了保证光源充足，他们的激光每秒要击打5万滴锡滴。
记住哦，是一秒5万滴，所以他们要研发一个每秒钟滴5滴锡滴出来的装置，并且每滴锡滴的大小以及运行轨迹，还有落下的时间的间隔不能有太大的偏差，不然激光就会打不中锡滴。
在这里要引用知一个时间单位，叫皮秒，一皮秒等10万分之一秒。
在这里说一下，阿斯麦公司对每一滴锡滴都击打两次的，也就是每皮秒一次，以此提高能量的转化率。
至于阿斯麦公司的极紫外光的能量转化率有没有超过5%，我也不知道，因为这个属于商业机会，他们也没有公布。
第二解决采用镜工作寿命的问题
击打锡滴，会有大量的锡滴阿残渣，为了防止锡滴残渣污染采光镜，让采光效果下降，所以还要做一个磁场，让所有的锡滴残渣在磁场力的牵引下落入收集容器中，避难采光镜被污染。
除此之外，由于极紫外光制造室内温度非常高，所以采光镜一定是要耐高温的，如果不耐高温，在如此恶劣的环境下。用不了多久它们就会发生变形或者毁坏，导致无法采光。
第三、解决光的输送问题
由于极紫外光属于软光，它可以被任何物质吸收，所以它只能在真空中传输，而且还只能使用反射原理来传送光线。
但是还是那句话，任何物质都可以吸收极紫外光，就算用了反射原理它自然不可避难的被吸收，荷兰阿斯兰EUV光刻机的紫外光在传送过程中有98%都被吸收，最后用于光刻机的只有2%。
在这里还涉及到其他两种材料的开发：
一种是滤光材料，由于阿斯麦光刻机的目标只制造更小工艺的芯片，所以要保证所有用于光刻的光线都是13.5nm的，由此他们得制造只允许13.5nm光线通过的光密介质，而这种光密介质要把其他所有波长的光线都拦下来。
另一种是反光镜的制造，他们要制造尽量少吸收或者不吸收极紫外光的材料。
这两种材料制造，都需要大量的经过大量反反复复的实验才制造出来。
第四、解决机械运动误差的问候
芯片的工艺既然是纳米，那么光刻机的各种机械同步运动的误差是要求控制在几nm的范围之内的。
一纳米是多长？跟人指甲一秒钟长的长度差不多。
所以为了尽量的消除机械运动误差，听说阿斯麦公司使用的空气轴承，并且还专门研发了相对应的计算软件。
第五、恒温与防震动
由于紫外光在传输过程中大量的光被吸收，这时候会导致机械内部温度升高，如何让光刻机处于恒温状态是一个需要解决的问题，在这里你们玩注意一点，任何材料都会产生热胀冷缩的，如果不处理好温度问题，那么光刻机的精准度也会受到影响的。
由于芯片工艺制程越来越小，所以要防止机器因为受外界震动而产生各种误差问题，由此在里面有防震动设置，而最好的防震动设置就是磁悬浮。
除了以上内容已之外，还有除尘问题，以及制造更大口径的蔡司镜头等等，每一样都是一个技术要点，而且解决这些技术要点都没有任何捷径，只要依靠基础 科技 一步步的突破完成。
由此制造EUV光刻机不是那么容易的，比制造原子弹难多了。
还是原子弹难！EUV光刻机相对简单！
EUV光刻机确实很难，现在世界上也只有荷兰ASML公司能够制造出来这样的光刻机。但是对于我们来说，在EUV光刻机上已经有一些技术储备，现在可能只需要动用几个研究所加上大学加上光刻机厂家就足够了，可能短则两三年，长则五六年就能够获得突破，成功制造出来EUV光刻机。
原子弹显然是更难一些，原来我们搞原子弹的时候，面临着技术封锁以及物资等各方面的封锁，而且当时世界上也就是极少数国家有这个原子弹技术。但是当时的情况下，搞出来原子弹，就意味着国家拥有了威慑力量，就意味着没有人胆敢再去轻易惹你，于是在当时非常困难的条件下，我们开始举全国之力来搞原子弹，最终历经数年搞出来了原子弹，并且搞出来了氢弹，而且导弹技术也是获得了快速的突破，拥有了洲际弹道导弹技术，拥有了更强的威慑力量。显然在当时的条件下，搞出来原子弹是更难一些的。
现在对我们来说，想搞出来EUV光刻机可能也不算太困难的事情，我国工业体系非常完善，是全球拥有最完善制造业体系的国家。而且我国在 历史 上也有光刻机的研发，而且我国有几个研究所已经对EUV光刻机做了很多年的研究和技术储备，再加上我国上海℡☎联系：电子已经研制出来了28纳米光刻机，可能会在明年或者后年交货。
这款28纳米光刻机，应该是193nm duv，也就是采用了193nm光源的光刻机。而台积电前两年生产第一代7nm芯片是采用的使用的就是193nm光源的光刻机，而之前上海℡☎联系：电子生产的90nm光刻机使用的是365nm的光源，还有上海℡☎联系：电子最近10年的研发费用只有区区6亿元人民币，还没有一台光刻机的价格贵，这就能搞出来193纳米光源的DUV光刻机可能也算是非常牛了。
因此，从现在我国光刻机的研发情况来看，我们的差距可能并没有想象中那么大，也没有某些人说的那么大，而且对于我国非常有利的还有市场规模。根据海关统计，我国2019年半导体进口金额达到了3040亿美元，折合人民币达到了2.1万亿元的规模，这么大的规模，其中大部分都是能够采用国产193纳米DUV光刻机进行制造的。
在这样的情况下，我国EUV光刻机如果加大重视力度，开始集中人力物力提速研究开发，那么我国有可能很快就能够拥有EUV光刻机的技术，就能够在未来的几年内生产出来先进的EUV光刻机产品。
综上所述，原子弹更难，而EUV光刻机显然更简单一些，而且我们已经研发出来了193纳米的DUV光刻机，未来只要我们加大研发力度，更加重视，那么可能很快我们就能够拥有自己的EUV光刻机产品了。
本来不想回答这个问题，但是看了大部分老师们的“EUV光刻机比原子弹”还难造的言论，我还是忍不住了来回答这个问题。
我想问问老师们：你们知道原子弹的制造原理吗，制造难点在哪里吗？原子弹是大规模杀伤性武器，原理很简单，但是研造技术难度大。首先要有核材料，也就是铀235，铀235储量少，开采难度大，没有先进的技术水平很难获得铀235；其次是离心机，而且是上万台串联的不停工作；再者，必须拥有庞大的军工系统；还需要有尖端的物理学家，巨额资金投入，缺一不可。
大部分老师的观点是：世界上能制造原子弹的有7-8个国家，而EUV光刻机只有荷兰能造，然后从光源等多方面论述，得出了光刻机比原子弹难造的谬论。
原子弹是超级武器，是确保国家安全的最有效威慑手段，只要你拥有了核武器，也意味着国家进了保险箱，无核国家不敢轻易招惹你，有核国家也忌惮你。拥有核武器就成为各个国家的追求的目标，不管难度有多大，都会举全国之力研发、制造原子弹。
EUV光刻机是高端精密机械，制造难度固然很大，但是除中国外可以花钱买来直接用，没必要费那么大劲搞研造；原子弹你能买来吗？有人卖给你吗？
制造原子弹仅有决心是不行的，没有技术是造不出啦的；造EUV光刻机技术不是决定因素，决心最重要。
综上所述，老师们你们还认为原子弹容易造吗？欢迎讨论
光刻机发出的光用于通过带有图形的光罩对涂有光刻胶的薄片曝光。光刻电阻的特性在看到光后会发生变化，从而使掩模中的图形可以复制到薄片上，使薄片具有电子电路图的功能。这是光刻的功能，类似于照相机摄影。相机拍摄的照片打印在底片上，而照片不被记录，而是电路图和其他电子元件。根据网上资料显示，一台光刻机一天大约可以有效制造600块左右，一年就可以制造差不多21.9万块芯片。
光刻机为什么会如此的重要？
目前，无论是手机芯片、汽车芯片还是其他领域，包括军事、航空航天等应用，芯片都离不开光刻。现在世界上的芯片仍然是硅基芯片。经过近半个世纪的发展，芯片的关键尺寸逐渐缩小，从最初的电子管到晶体管，再到集成电路的发明。目前，我们仅有的技术是光刻技术。因此，如果没有光刻机，芯片就无法正常制造，目前也没有替代光刻机的产品。
一台光刻机有多难造?
光刻机的制造难度非常大，可以说一台光刻机用到的零部件全是各个国家最先进的技术产品。那我们就拿EUV的光刻机举例，有几吨重的镜头，而且还要确保无杂质，拥有纳米级别的分辨率。如果镜头有任何缺陷都是不可接受的，而且镜头的曲率非常薄。第二个困难在于光源，这很难做到。还必须考虑通过每个镜头和光路的光的折射损失，并且可用于光刻的能量非常小。
中国能否自己造一台光刻机？
光刻机在全世界非常稀有，发达国家为了阻止中国发展，禁止出售光刻机到我们国家。但是，近几年我国的科学家和政府都在加大在光刻领域的研究，而且也取得了一些进展，也开始进行国产光刻机的制造。但是尽管我们国家这么努力，但对比asml的光刻机技术，可以说我们连门槛都还没有摸到。不过唯一值得庆幸的事是，国家已经注意到了光刻机的重要性，开始在资金，人才，政策方面给予了大力的扶持。我相信未来我国的光刻技术一定会实现弯道超车。
南开大学新闻与传播学院院长说，到底造原子弹难还是造芯片难，也有人说，当时我们国家那么困难的情况下，能够生产出原子弹，现在我们国力这么强大，为什么造不出一个小小的芯片。
提这样的问题，我想实际上对半导体芯片还是缺乏了解。举一个例子说，如果说我们在难度系数上，如果把原子弹把它说成是1的话，那么载人航天可以说是10，那么航空发动机可以说是50，芯片可以说是100.因为这个小小的芯片，只有指甲盖大小，我想它是全体人类工业文明的一个集大成者。
就芯片制造方面来讲，我可以说几件事情，大家就明白它到底有多难，光刻机有两个同步运作的工作台，要求这两个工作台在运动的时候，保持高度的一致同步，误差要小于两个纳米，这意味着什么？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个米粒上刻字，而且不能刻错。所以可见它同步的要求有多高。
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。
相关链接：刘亚东
从事新闻工作20多年来，参加过许多国内外重大事件和活动的报道，写出大批有份量有影响的作品，广受读者好评。
审校： 孟丽
美编： 晨晨
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