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清华大学弯道超车光刻机的传闻，是真的还是假的？

最近，科技界有一则消息可以说是传的神乎其神，说清华大学实现了弯道超车，已经研究出了一种制造光刻机的新方案。该方案主要改进的是产生极深紫外线的制造方式，突破此前困扰大众的技术难题。

除此之外，网上还有人表示雄安的光刻机工厂已经开始建设了等一系列利好消息。这些消息传的有鼻子有眼的，做到了有图有真相。然而，我们的光刻机制造业真的实现了弯道超车了吗？

什么是光刻机？光刻机种类有什么？光刻机对于制造芯片有着特别的作用？

光刻机实际上是生产芯片的关键设备，而芯片的应用小到我们日常电脑手机，大到国防军工，都有涉及，考虑到芯片对于全产业的重要性，光刻机的重要性也不言而喻。

国际上，通常认为芯片工艺越先进，它所制造的芯片尺寸就越小。而通常我们我们使用纳米这样的单位，作为衡量芯片尺度的依据。

那么世界上最先进的芯片能做到多少纳米呢？

前段时间霸占头条的华为Mate 60 pro手机，其中搭载的是华为公司自研的制程为7nm的麒麟芯片。这一消息放出，瞬间点燃了大众的热烈讨论，美国在进行芯片研究过程中，也不得不承认该芯片的先进性。

那么制程为7nm的芯片，为何能够引起国内外的关注呢？这就不得不提到芯片的制作，芯片上包含了多个电子元件，即我们熟悉的晶体管。但是平铺在上面肯定不可以，需要使用特别设备将这些晶体管一个个刻上去，就好比我们篆刻一样。

如果在一块面积，可以刻出更多的晶体管，就意味着该芯片工艺更先进。像目前已经发行的14nm，10nm，7nm等制程中，14nm不敌10nm，7nm又比10nm更先进。

通过上文我们可以知道，芯片上面的晶体管是运用特殊的机械刻上去的，而这个特殊的设备就是光刻机。而这里光则指的是激光。根据激光特性，激光的波长越短，那么晶体管刻录的就会越密。

目前有两大主要的光刻机类型，一个是极深紫外光光刻机，另外一个是深紫外光光刻机。两种类型的光刻机所使用的激光，都仅有十几纳米的波长。这样这样的规格配置，才能满足芯片制造所需。

当然它所包含的技术难度，也不可小觑。目前，世界上仅有寥寥几个光刻机生产企业具有这样高性能的光刻机，其中光刻机巨头荷兰阿斯麦尔公司，无疑是该类光刻机制作中的翘楚。但是仅凭它一家之力，也很难完成这样一台高精度的仪器。

另一种为深紫外光光刻机，该激光波长也仅有19.3纳米。前文所提到的华为7nm制程的麒麟芯片便是使用该机器完成，相较于前者来说，波长更长的DUV在生产7nm这样规格的芯片，需要运用到多重曝光技术方可完成。

当然，尽管技术难度不及EUV，但目前能造出DUV的公司放眼全世界，也仅有少数可以做到。

由此可见，光刻机制造的难度，技术含量之高。

为何中国没有光刻机？生产一台光刻机究竟有多难？

从上文描述中我们可以发现，光刻机使用的是纳米级技术，因此它也是人类目前为止所研制的最为精确和复杂的机器之一。从技术层面分析，一台光刻机需要包含光源、光学系统以及蚀刻工作台三大部分。他们中任何一个单拎出来，都是拱顶石般的存在。

无论是EUV还是DUV，两种所使用的是都是波长极短的深紫外线或者极深紫外线。想要创造这样激光，需要用一束光撞击一颗世俗为200英里的小锡球，当锡球温度达到50万度时，会成为锡等离子体，此时再用一束激光轰击它，就会产生波长为13.5纳米的极深紫外光。当然这只是一瞬间，想要恒久生产这种激光，轰击小锡球频次需要达到每秒5万次。

目前，该技术仅有德国通快具备。而单就激光器就有超过4.57万个零部件，没有举多国之力根本不可能制造出来。

光学系统上，德国的蔡司公司是当前唯一一个可以制造EUV光学系统。该公司也是当前世界最好的相机镜头生产商之一。而对于EUV光学系统来说，包含多个技术挑战，如高精度非球面加工，多层膜反射镜等，简而言之，它需要一片绝对光滑平整的镜片。

在真空环境下，不能接受一丝一毫的干扰，按照蔡司自己说法就是即便是把镜片放大到如同整个德国程度，起伏也没有超过0.1毫米，接近于理论上的平面。

精密仪器工作台，想要把晶体管植入小小的平面上，需要一台精确度极高的控制台。为了达成这样的精确度，至少需要来自日本、中国、韩国扽多国潮过5.5万的零部件供给才能完成，而且还不能少。

换句话来说，技术难度大，涉及零部件多，制造时间长，因此当前世界还没有一个国家可以做到举一国之力就能够轻松造出一台光刻机技术水平。

即便是强如阿斯麦尔这样光刻机巨头，也因为涉及零部件过多被多个国家和公司拿捏着。

为何会传出清华大学弯道超车光刻机传闻？清华大学究竟做了哪些突破？

清华大学发现新的光学原理这件事情并非子虚乌有，确有其事，不过是发生于2010年。世界知名光学研究教授赵午同他的博士生们，经过一系列论证之后，提出了一种产生极深紫外光源的新原理，即“稳态微聚束”。该原理主要阐述的是依靠巨大的粒子加速器，可产生极深紫外光。当然，这是理论设想。

17年，清华大学联合德国同行们，完成这一原理的实验和物理方面的设计，并且开发出了实验用的激光系统，算是对该原理的一次验证，这一验证结果被发表在2021年2月的《自然》期刊上，引起外界的广泛关注。

我们不得不承认的是，这一技术全是一种全新的原理，算是光刻机制造又一次重大突破，然而目前也仅为部分原理得到验证，想要真正走向商业化还需要至少15-20年的光景。

这一消息根本算不上什么新发现了，只不过不知道为什么突然被营销号再次翻出来说说罢了。而网络上传的神乎其神的雄安建造光刻机工厂，更是子虚乌有之事。毕竟，我们也仅仅在光源上做出了一定的突破，想要真正打造中国自己的光刻机，还有很长路要走。