数控技术制造光刻机(比原子弹还稀有，全世界仅有两个国家掌握，为何光刻机如此难造？)

新中国成立以来，我们国家经过数十年坚持不懈的努力发展，终于成长为世界一流强国。在诸多领域之中，中国也已经取得了长足的地步。

以核武器为例，我们国家不仅有着足够数量的核武器保卫祖国，还有着三位一体的核打击能力。在这样的情况下，即便面对世界上任何一个国家，我们也完全能够让对方真正正视中国。

核武器

然而许多人不知道的是，尽管我国的国防和科技都已经有了巨大的提升，但在一些尖端研究领域，我们依旧会落后于其他国家。像光刻机这种被称之为“工业皇冠”的仪器，就比原子弹还要稀有。即便到了今天，全世界也仅仅只有两个国家掌握高精度光刻机技术。

光刻机

而我们国家虽然掌握了低端光刻机的研发技术，但对更加高端精密的光刻机依旧一筹莫展。那么光刻机究竟是什么？又为什么这么难制作呢？

什么是光刻机

简单来说，其实光刻机就是用来制造芯片的核心设备。像我们平时使用的手机以及电脑之中的芯片，几乎都离不开光刻机的制造。而这种仪器在制造芯片的过程，其实就可以看做以往照片冲印的过程。

电脑内部芯片

将掩膜版上一些相对比较精细的图形，通过光纤曝光以后，印制在硅片上面。也正因如此，光刻机在科学界之中还有另外一个称呼：掩膜对准曝光机。

光刻机种类

可能很多人会想，如果仅仅只是照片冲印，又或者说是曝光印制的话，技术难度应该不大才对啊。可我们要知道的是，就芯片的这个制作过程来看，当所有单位都以nm来计算之时，其中难度便远超人们想象。尤其是普通的仪器没有办法在芯片上面操作印制的时候，芯片自然也就无法生产出来。

关于这一点，其实大家只要想象一下我国传统的微雕技艺便可。在小的时候，我们都学过《核舟记》这篇文章。对于奇人王叔远精巧的记忆，无数人也十分的推崇。

可试想一下，在桃核上能够完成苏轼游览赤壁的景色，那么在米粒上呢？在头发丝上面呢？人力有时，光刻机的出现，便是为了解决这种人力无法解决的问题。

《核舟记》微雕

为什么这么难？

那么光刻机为什么这么难制作呢？其实答案很简单，主要有以下几方面的原因。首先就是前文所将的精度问题，根据相关资料显示，当前世界上最先进的EUV光刻机，其精度已经达到了7nm，相当于一根头发丝的万分之一。在如此夸张的精度要求下，任何一点点瑕疵，都有可能导致芯片制作失败。

EUV光刻机

其次则是光刻机的配置要求，在不少人的想象之中，光刻机其实也仅仅只是一台精密的仪器而已。世界各国科学家所要做的，也就是将机器之中的尺寸不断降低、再降低。可事实上，与其说光刻机是一台精密无比的仪器，不如说光刻机完全就是一个系统工程。

光刻机原理图

在一台高端的光刻机之中，仅仅重量就有180吨，甚至超过了一辆超重型大卡车的空车重量。而它内部的各种零件、机械件以及传感器等等，总数量更是超过了十余万。想要将如此夸张的零件组合在一起，根本不是某一个国家能够单独完成的。

以当前世界上最先进的EUV光刻机为例，其光源设备和激光就来自美国、轴承和精密数控机台来自瑞典、而德国则负责仪器上的机械工艺以及蔡司镜头等等。从这一点来看，EUV光刻机甚至可以看做整个西方世界的工业结晶体。

2006年全球首台EUV光刻机原型

除此以外，零件的生产虽然可以由各个国家分担完成，但某些零件的制作时间却远远超出了人们的想象。曾经参与过光刻机研制的科学家就曾表示，仅仅光刻机内部的一个零件，就消耗了十年的时间不断调整测验。如果不是多个零件共同制作，那么一台光刻机建造完成，就势必会消耗掉十分夸张的时间。

光刻机

最后就是光刻机的资金投入，荷兰ASML公司曾对外表示，早在2012年对光刻机展开研发的时候，公司就曾因为资金问题而差点选择放弃。好在后来不断的坚持，终于成功的将光刻机给“熬”了出来。

光刻机的影响

那么光刻机在现代社会之中，究竟都有哪些影响呢？其实答案很简单，那就是所有与芯片相关的业务，都会受到一定程度的波及。换句话来说，美国之前之所以能够对华为公司发出制裁，其主要原因也就在于光刻机的存在。如果我们国家拥有高精密的光刻机，美国人根本不可能对我国造成任何影响。

因此，在经济上面，有关于芯片的经济，由于影响到现代生活的方方面面，所以如果国家没有独立生产光刻机的能力，那就毕竟会受到一定的影响。在交好的时候提供不痛不痒的支持，会从中收取足够数量的金额。而在制裁发动的时候，又全面停止出售，利用依赖性让别国被动。

“未来无人机”

而在军事上面，现如今诸多军事武器已经变得越来越高级、越来越先进。在一些战场之中，甚至已经出现了驾驶员远距离驾驶无人机发动进攻的情形。在这样的情况下，如果国家没有自己独立生产的芯片，又或者是独属于自己的光刻机，那就意味着在未来可能爆发的战争之中，就势必会比对方少了很多战斗方式的可能性。

光刻机

当经济和军事发展都落后于别国，那么国家的安全性自然也会相应地降低。由此可见，光刻机对于每一个国家来说，都绝对是十分重要的存在，光刻机的影响，也绝对超过了我们普通人的想象。

中国光刻机的发展

那么我们国家的光刻机发展，如今到了何种地步呢？事实上，我们国家现如今已经是全球三大拥有光刻机制造能力的国家之一。而在光刻机研制技术方面，我国也早就从上世纪七十年代便已经开始了。只不过相较于世界最顶尖的光刻机水平，我们国家依旧稍显不足。

以我国目前最厉害的光刻机生产商生产工艺水平来看，我们国家现如今已经可以制作出90nm的芯片，这完全能够满足中国的基本国防工业需求。而像荷兰ASML公司的超精密光刻机，虽然拥有强悍的光刻技术，但却会受到各方的掣肘。在这一点上，我们国家就不必有任何担忧之心。

不仅如此，虽然我们国家在国际市场上面，光刻机技术一直不被西方国家看好，但就全世界的光刻机芯片市场来看，我国的光刻机市场占比却要远远超过了西方国家。很多人可能不太能够理解，为何西方的光刻技术明明要更加强悍，可我们国家却反而成了市场的最大受益者？

2019年全球光刻机市场竞争格局

其实原因很简单，那就是虽然现如今世界各国都在追求更高精度的光刻机制造技术，但低端的光刻机却也同样重要。尤其是对于一些没有办法生产制造光刻机的国家而言，无论是90nm还是7nm，其实都没有那么重要。这就好像我们普通人在购买手机的时候，如果只是用来打电话使用，相信一定没有人会花费上万元的投入。

芯片

更值得一提的是，光刻机生产技术我们虽然没能成功取得突破，但中国的芯片技术却已经走到了世界前沿。根据中芯国际透露的消息显示，我国已经突破了7nm的芯片技术，甚至就连3nm和5nm也都基本被掌握。

在未来的发展之中，只要我们国家能够研发出可以达到如此精度的光刻机，那么芯片生产完全可以立即提上日程。