原子弹和光刻机到底谁更难：其实都不难，关键还是在态度

在芯片这件事情上，中国现在憋屈至极，华为等相关企业更是到了“最危险的时候”。想我堂堂中华，连原子弹都能攻克，难不成竟连一块芯片都造不出来吗？

麒麟芯片相信大家都听说过，这是华为自主研发的最先进芯片，但华为就像是一个账户里躺着亿万财富的人，缺少密码，钱就是取不出来。

麒麟芯片设计出来以后，要想变成真实的产品，得去找台积电加工生产，用到的关键设备就是荷兰阿斯麦公司的极紫外EUV光刻机。

光刻机对于芯片制造来说是必不可缺少的工具，就像绘画离不开画笔，雕刻必须要用刻刀一样。

阿斯麦公司2019年仅仅销售了229台光刻机，其中26台为EUV光刻机，但却撬起了数千亿美元的全球新兴产业。

对于中国的芯片生产而言，最关键的瓶颈就是缺少EUV光刻机，因为阿斯麦不卖给中国企业，而中国也没有生产能力。

那么，当年一穷二白的中国都能造出原子弹和氢弹，把人造卫星送上天，而以现如今中国之经济科技实力，还造不出EUV光刻机吗？

对于光刻机的战局，一度曾经引发40多个国家入局，但为何最后是毫不起眼的小国荷兰，击败了日本和美国，竟然可以逆风翻盘，成为垄断高端光刻机市场的大佬呢？

光刻机被称为现代半导体行业皇冠上的明珠，现在单台EUV光刻机配件多达10万个，价格更是高达1.2亿美元。

当前世界上光刻机市场的老大是荷兰的阿斯麦ASML，占据了全球高端光刻机市场的98%，剩下的被日本的尼康和佳能瓜分。

而在7纳米以下的EUV光刻机市场则被阿斯麦完全垄断，尼康和佳能等竞争对手只能望门兴叹。

我们先来看看光刻机是什么。我们这里讲到的光刻机是生产芯片用的，可不是我们日常用来刻光盘的那个刻录机，但他们的原理还真有点相似。

光盘刻录机是用激光照射可刻录光盘上的染料层，在上面烧蚀出特定尺寸的凹坑，用来储存数据。

光刻机也是将紫外光作为“画笔”，把预先设计好的芯片电子线路书写到硅晶圆旋涂的光刻胶上。

具体的技术细节我们不详细描述，但大家要知道的就是，光刻机是芯片生产过程中技术含量最高的设备，而光刻机中的曝光光源更是核心中的核心，直接决定了芯片的线宽等特征尺寸。

目前，曝光光源的主流配置都是深紫外DUV（193nm）光源，但最先进的是采用极紫外EUV（13.5nm）光源的EUV光刻机。

这么一说，好像没啥难度呀，反正感觉没有原子弹、氢弹那么难？

是不是比造原子弹、氢弹难，我们可以先做一个宏观对比。

环顾世界，能造出原子弹的国家有不少，联合国五大常任理事国自不必说，就连朝鲜、伊朗这种技术非常落后的国家都已经触碰到了原子弹技术的关键，所以难不难你自己想。

但光刻机就不同了，尤其是高端的EUV光刻机，整个世界只有荷兰阿斯麦一家，除此别无分店。

单从国家数量以及国家质量对比，其中的难度就可见相差巨大。

那光刻机到底为什么困难呢，别的国家难也就罢了，怎么对中国而言，也会这么难呢，这不科学呀，到底难在哪里呢？

一方面，一台光刻机十万零部件，集结了全球最顶级的科技，所用到的技术更是涉及方方面面，根本不是一个国家就能独立实现的。

别说是中国，这个世界上现在也没有任何一个国家，可以单凭自己国家的力量，掌握全部的技术。

另一方面，光刻机只是芯片生产中工具，平时并不存在被人卡脖子的问题，更不会存在亡国灭种的威胁。

但原子弹则不同，从其诞生之初就是国之重器，是任何国家的不传之秘。如果没有，就会收到其他国家的核讹诈，甚至面临亡国灭种的威胁。所以，才值得举全国之力，不计成本，不造出来誓不罢休。

所以，光刻机的问题在于，起初并不是关系国家存亡的关键，一直并没有投入太多的资源，技术储备也较少。贸易战猝然升级，光刻机才成为中国的命门要害。

不过，以中国的过往经验看，只要中国想搞，还没有搞不成的。

那如今的全球半导体行业发展主力为什么又会集中在美国、日本、韩国以及中国台湾的呢？

特别的，世界上最大的光刻机设备制造商竟然不是来自于科技霸主美利坚，而是来自于荷兰这个风车之国呢？

我们先来聊一聊荷兰的阿斯麦公司。

其实阿斯麦的前身属于著名的电子厂商飞利浦，1984年才开始独立运营。

在阿斯麦早期发展时，面临着日本芯片厂商尼康和佳能的激烈竞争。

但阿斯麦把握住了国际风云变化，选择专注于光刻机核心技术的研发，通过与欧美大学以及研究机构的合作。

经过30年的努力，打通了上下游利益链条，奠定了坚实的技术基础，建立起了极高的技术壁垒。

对于荷兰阿斯麦来讲，与台积电合作研制浸润式光刻机设备，就是他的诺曼底登陆之战。

正是抓住了这个关键的技术发展转折点，从而实现了高端光刻机的技术突破，直接带动了阿斯麦的市场占有率，由25%攀升至80%，把尼康和佳能打的满地找牙。

2002年左右，传统193nm深紫外光刻机，推进到芯片的65nm以下制程时，遇到了前所未有的瓶颈。

日本的微影双雄尼康和佳能选择的技术路线是继续降低曝光波长，开发波长更短的157nm深紫外光刻机。

这时台积电的一名工程师林本坚提出，以水作为介质，可以制造浸润式光刻机。

把镜头与晶圆曝光区域之间的空隙填满高折射率的水，在水的作用下，193nm紫外光可以实现134nm的转换，最终一举实现45nm以下制程。

浸润式光刻机的提出是创造性的，但在技术上如何实现还是一个大问题。

当时阿斯麦的主要竞争对手尼康和佳能对浸润式光刻机的前景并不看好，一直主攻波长更短的深紫外光源。

而阿斯麦则具有前瞻的战略眼光，对浸润式光刻机情有独钟，不惜赌上企业未来命运，瞄准发展新型光刻机的远大目标，全力以赴。

人生也往往如此，所谓大赌才能大赢。

阿斯麦与台积电联合攻关，经过三年的全力投入，浸润式光刻机研发终获成功，从而改写了半导体未来十年的发展蓝图，使得芯片加工的技术节点从65nm持续下降。

如果说，对浸润式光刻机的大胆押注，让阿斯麦一举实现了市场地位的逆袭。那么他们对未来技术方向的再次敏感判断，彻底成就了自身光刻机霸主的伟业。

这个技术方向就是日本和欧美攻克了十年都没有解决的难题：极紫外EUV光刻机的技术开发。

极紫外光刻的原理是20世纪80年代由日本人提出并验证的，但如何实现低成本量产，是摆在日本和欧美各国半导体业界面前的巨大难题。

作为世界第一的科技霸主，美国当然不会坐视日本芯片产业的崛起。

出于国家安全和商业利益的考虑，为了让美国在半导体行业获得优势地位，在下一代半导体制程上把日本芯片企业赶出局。

从极紫外EUV光刻机入手，美国政府和业界专门成立了复仇者联盟，应该叫做EUV联盟，由英特尔、AMD、摩托罗拉和IBM等业界巨头，加上隶属美国能源部的桑迪亚国家实验室和劳伦斯 利弗莫尔国家实验室组成，共同攻克生产设备的难题。

而欧洲30余国也紧跟美国之后，集中科研院所的研究力量，参与了EUV光刻技术的开发。

荷兰阿斯麦公司作为掌握光刻机系统集成和整体架构的核心企业，自然成了欧美自家的小棉袄，顺利赶上了欧美EUV技术研究发展的风口。

投资德国卡尔蔡司，收购美国Cymer光源，风光无限，最终集成世界各国顶级科技的EUV光刻机在阿斯麦研究成功，一举奠定了在高端EUV光刻机领域的垄断地位。

EUV光刻机的精密程度是人类科技水平的顶尖集合，已经达到了给你图纸也无可复制的地步。

当前阿斯麦成为世界上唯一拥有ＥＵＶ光刻机生产能力的厂商，以波长13.5ｎｍ的极紫外光作为光源，可以实现7纳米以下制程的芯片加工。

当前苹果和华为等旗舰手机的5纳米制程芯片，都是由阿斯麦ＥＵＶ光刻机生产的。

而昔日的竞争对手日本尼康和佳能，面对欧美的技术壁垒和巨额的研发投资，只能望洋兴叹。

谁让不是人家亲生的，就算起个大早，还是没赶上集。

从上世纪六十年代，第一块集成电路问世之后，我们国家就开始了光刻工艺的研究。

但八十年代，随着“造船不如买船，买船不如租船”说法的流行，同时也因为缺乏相应的芯片产业链，很多自主攻关项目纷纷落马。

目前，我国光刻机主要的生产厂家是上海微电子，已经实现了９０ｎｍ制程的量产化，２８ｎｍ工艺的国产光刻机也预计会在２０２１年交货。

虽然和国际领先的５ｎｍ还有几代差距，但是已经可以基本满足国内芯片市场的中端需求。

回顾荷兰阿斯麦光刻机的称霸之路和日本半导体界的败局，可以获得很多经验。

虽然高端光刻机比原子弹还难造，但这一次我们已经不再是一穷二白。中国半导体产业在光源以及刻饰机等领域已经达到国际先进水平。

我们要反思失败，学习阿斯麦专注光刻机技术，发展合作共同体的经验，集合国内科研院所和优秀半导体企业，发挥我国集中力量办大事的光荣传统，刻苦钻研，一定会走向成功。

最近恒大的新能源汽车恒驰横空出世，而且一下子出来了６款，要知道特斯拉到现在也不过才有４款车型，所以恒驰值得期待。

恒大的许家印就曾说：“要么不做，要做就要做大做强做成功。”

至于光刻机，同样如此，要做就要成为世界顶尖，我们也相信国内的高端光刻机一定会捷报频传。

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