世博资讯 2018-11-30 22:46:08

一、七年磨一剑，中国自主研发出紫外超分辨光刻机，是全球第一台分辨力最高的光刻机！

2018年11月30日，北京传来大消息：中国科学院成功研制出世界首台分辨力最高紫外超分辨光刻机，光刻分辨力达22纳米，结合多重曝光技术后，可用于制造10纳米级别芯片。

这不是引进，不是模仿，而是自主研发、世界首台。

消息一出，科技圈炸锅了！要知道，该光刻机使用365nm光源，单次曝光做到了22纳米！

22纳米是什么概念呢？中科院的文章中提到了一个对比：头发的直径约为80微米，22纳米是头发直径的1/3600。也就是说，这个光刻机能够在头发表面，加工各种复杂的结构。而使用365nm光源，相当于我们用很粗的刀，刻出一条极细的线，打破了传统的衍射极限！

我国目前的芯片工艺还在14纳米，世界最顶尖的三星、台积电等已能量产7纳米芯片，正在研究3纳米技术。我们落后世界最尖端二三代，时间上相差3~5年。

 

这次新研制的光刻机，可制造10纳米以下芯片，如能实现量产，这就让我们追上了国际顶尖水平。从长来看，还不限于此，这台光刻机最大亮点不在于它追上国际水平，而在于它使用的是新技术。

那么，这台光刻机与大名鼎鼎ASML荷兰光刻机对比后是什么样情况呢？

我们制造光刻机，一种是像ASML使用传统技术，沿着老路走一遍；二是另辟蹊径，实现弯道超车。光刻机技术，类似于相片冲印，将一个巨大的电路设计图缩印到介质上，芯片就越出来了。光刻精度越高，性能越好，体积也将小。

ASML使用传统技术，有个天然缺陷，就是精度受激光“衍射极限”限制，最终分辨率取决于波长、数值孔径等因素。

为提高精度，ASML采用更短的波长（近紫外-深紫外-极紫外）、增大数值孔径（复杂物镜、液体浸没），但这样的办法，越前进越困难，成本也急剧升高。

我们这台光刻机则采用完全不同方法，使用了“表面等离子体”光刻技术。原理：在一定条件下，物体表面会产生一种特殊电磁波，这种电磁波便是“表面等离子体”。这种特殊电波虽由其它电波激发，但波长被大大压缩，且压缩比例取决于材料电磁性质等。这就从根本上突破了光的“衍射极限”，意味着未来我们在光刻机、芯片生产上不仅追上国际顶尖，还有可能领先。

好比他们正在绕山路，假如我们沿着他们的路追上去，且能不能追上，就算追上了，那山路崎岖，充满各种阻挡，还有“衍射极限”难以翻越的主峰。 

但我们直接在山下挖了一条隧道，直接穿过那。这条隧道虽未通车，甚至里面灯光、路面硬化、排风扇等都还没做好，但一旦完成，比那走山路的要快得多。这其实不是简单的弯道超车，说是重要技术突破，也没有夸张。

 

我们这项技术与传统技术相比，又有点类似“原始火车”与马车。第一台火车是根本跑不过马车的，马车只要有马路随便可跑，没马路还可以骑马，火车不但速度跟不上它，还要先铺铁轨修铁路，超级麻烦。但现在，飞驰的高铁，相信已没人再质疑火车的速度能力了。

当然，这并不意味着我们完全打破了国外技术封锁，因为前面要走的路还长，但至少我们不再怕他们搞禁运搞封锁了。

想想《三体》小说里，三体人的水滴，是怎样摧毁地球人的星际舰队吧。请记住2018年11月30日吧，中国绕过国外相关知识产权壁垒，建立了一条高分辨、大面积的纳米光刻装备研发新路线。

这就意味着，中国芯片技术将全面突破欧美封锁，这是中国胜利反击的辉煌一刻，更是中国科技发展的历史一刻！

二、中国科技发展的迅猛，怎不让人大快人心！

要知道，光刻机可是芯片制造的核心装备。现代信息技术和人工智能，都是以芯片为基础的。而光刻机作为制造芯片的工具，就相当于农业时代的人手，工业时代的机床。

禁运，禁售！少数国家一旦无法在公平的环境里竞争取胜，最常用的手段就是禁售。我国一直在芯片行业里受制于人，在光刻机领域更是如此，时常遭遇国外掐脖子、禁售等种种制约。

长时间以来，我们只能买外国的光刻机，其中的弊端很多： 

一是贵。由于技术垄断，别人可以漫天要价，一台机器动不动就是上亿美元，中国虽然有钱，但钱也是辛苦赚来的，不能乱花； 

二是长。ASML垄断了世界90%的高端光刻机，每年只能生产那么几台，得首先供应美国、三星、台积电等大股东。我们拿货要比他们晚几年，等我们拿到货研究这一代时，别人又进入下一代了，从时间上就落后了别人一、二代甚至三代。

三是禁。如果我们没有自己的光刻机，没有完全自主的技术，有一天别不乐意了，直接禁运，我们岂不是风险很大？

但是目前来看，这所有问题都将迎刃而解，特别是芯片封杀、光刻机禁运这些风险，对我们都将不再是问题。

别人的终究是别人的，像超分辨光刻机这种最高端的核心技术，以美国为首的西方一直干扰和压制着中国，不让出售给中国ASML荷兰的光刻机，极大地阻碍了中国芯片技术的研制和发展，像这样类似的高精尖设备，中国最终只能靠自己攻关去研发。

而国产光刻机的出现，将极大提升我国的芯片加工水平。这不仅每年至少为节省3000亿美元外汇，更重要的是，它将为中国先进战略技术领域、基础前沿科学和国防安全，提供了核心的可靠的技术保障。

是的，相关领域国外禁运我们再也不用怕了。美国人可能永远没有想到，虽然用尽了各种制约，中国人却在短短几个多月里使全世界都感到意外惊奇！

三、为我们的科技英雄们点赞。

请记住这几个人的名字吧：罗先刚，胡松，杜春雷，叶甜春。向那些在为中国半导体事业奋战在一线的人们致敬！没有他们的引领、创造、坚持和支撑，就没有取得成果的今天。

今天，当明星们演几部电影就赚得钵满盆满时，当范冰冰心等人安理得地去领了什么“国家精神造就者荣誉”的时候，却很多真才实学科学家可能会被人们遗忘。而这些科学家英雄，才是真正应该获得关注的名字！

正是因为这些人，雇不起保镖，买不起名牌，领着不高的工资，却攻克着世界上最难的课题。他们，才是真正的中国脊梁！

请朋友们记住：国家精神是一个国家、一个民族的魂，是立国之本！那些千千万万为国家做出贡献的人们，千千万万在生活中闪耀真善美的人们，才是“中国精神”的真正造就者。

每一个中国人，都应该珍惜时光，努力学习，积极工资，奋发向上，挺起脊梁。好男儿，当自强！

 链接1：中国首台高精度光刻机，在军事上有什么用处？

据媒体报道，由中国科学院光电技术研究所承担的国家重大科研装备——超分辨光刻装备项目通过验收，这是我国成功研制出的世界首台分辨力最高紫外超分辨光刻装备。

光刻机作为半导体芯片的"母机"，在半导体制造行业的作用，不亚于机械加工领域的高精度机床。它对于我国半导体产业而言，是一个重大的突破。除了民用半导体领域，在军事领域有哪些用处呢？

据悉，已经成功制备出一系列纳米功能器件，包括大口径薄膜镜、超导纳米线单光子探测器、切伦科夫辐射器件、生化传感芯片、超表面成像器件等，验证了纳米功能器件加工能力，已达到实用水平。

众所周知，电子行业是一个高度军民融合的高科技行业，绝大多数元器件和相关技术，都能实现军民两用，高精度光刻机制造出的高精度半导体元器件，不光可民用，在军用雷达、电子设备、高精度传感器上，也一样大有用武之地。

超分辨光刻设备加工的4英寸光刻样品

上面提到的太赫兹雷达，就是目前军用领域研究投入很大的新概念雷达，如用太赫兹体制来做成像雷达，能得到比X波段火控雷达更精细的图像。与波长比太赫兹波更短的红外光学探测波段相比，太赫兹波也有优势，它能穿透红外光学探测穿透不了的烟雾、沙尘等遮蔽，能在敌军释放干扰弹、烟雾情况下，准确地侦测到目标。而太赫兹雷达的核心是天线组件，就是一种高精度半导体元器件，可以用高精度光刻机来制备。用高精度光刻机做出来的天线组件器件，性能好精度高，能使太赫兹雷达充分发挥作用。

对于火箭、导弹等航天技术领域，需要使用高精度电子元器件来制造弹载、箭载设备，如导航系统、制导系统等。导弹要打得更远，精度更高，就要求电子元器件尺寸更小，让导弹重量减轻，还要求元器件精度更高，使导航制导更精密、误差更小。高精度光刻机加工出的电子元器件，就能满足这一要求，让导弹做的更小、打得更远更准。此前美国同等性能的导弹，射程与咱们一样，但美国的就可做得更小，精度比咱们更高，其中就有高精度光刻机的优势和功劳。美国在雷达方面一直世界领先，掌握的最先进光刻技术，是重要的原因。

在战斗机机载的有源相控阵雷达，也可用高精度光刻机制作天线和元器件。以前雷达半导体元器件用150/90纳米工艺来制造，就可用22纳米、甚至10纳米工艺制造。制程越小，元器件集成度就越高，在同尺寸电路板上，运算性能成倍提升、功耗大幅下降。先进光刻机，将有助于用更好的半导体器件，研制出更大规模集成电路，制造出运算速度更快、性能更好的机载雷达，让战斗机的"鹰眼"变得更锐利！

链接2：垄断的荷兰 ASML光刻机 

在光刻机领域，荷兰 ASML 公司几乎垄断了全球高端光刻机市场，在 EUV 光刻机中更是独一份，7nm 及以后的工艺都要依赖 EUV 光刻机。

光刻机是生产半导体电路的必用品，技术门槛是很高。全世界只有ASML光刻机能符合生产高端芯片需要。这种光刻机价格非常高，有的高达1亿美元，还不一定买得到，因为还不一定卖给你。

在高科技领域，美国加强了全世界对中国的防范和禁运。不仅限于美国本土，就连欧洲公司也受到了美国政府的压力。荷兰 ASML 被曝光，禁止招收中国籍的员工。

如果说半导体产业是制造工业的皇冠，那么光刻机可以说是皇冠上的明珠，因为光刻机是半导体制造中最关键的设备之一了，没有先进光刻机就没有先进的工艺。

ASML (: Advanced Semiconductor Material Lithography, 该全称己不做为公司标识，公司注册标识为ASML Holding N.V)，中文名为阿斯麦(中国大陆)、艾司摩尔(中国台湾)。是总部设在荷兰Veldhoven的全球最大的半导体设备制造商，向全球集成电路生产企业提供领先的关键设备。

ASML提供光刻机及相关服务，TWINSCAN系列是世界上精度最高、生产效率最高，应用最为广泛的高端光刻机。全球绝大多数半导体生产厂商，都向ASML采购TWINSCAN机型，如英特尔(Intel)、三星(Samsung)、海力士(Hynix)、台积电(TSMC)、中芯国际(SMIC)等。

ASML产品线分为PAS系列，AT系列，XT系列和NXT系列、PAS系列光源为高压汞灯光源，现已停产。AT系列属于老型号，多数已停产。市场上主力是XT及NXT系列，为ArF和KrF激光光源。XT系列是成熟的机型，分干式和沉浸式两种。而NXT系列是主推的高端机型，全部为沉浸式。

现在世界上高端芯片离不开高端光刻机，而能生产高端光刻机的厂家，就只有荷兰ASML。为什么高端光刻机，只有这家公司能制造呢？

制造ASML光刻机光源的设备来自美国公司，是不是感觉又有美国的参与？没办法，这个世界哪里都有美国，简直无孔不入，有人认为ASML可以不甩美国脸色，就真是太天真了！

有了光源还需要镜片，通过镜片将光线射到单晶硅片上，而镜片则来源于德国的蔡司公司，这是世界上最强大的工业相机制造公司，是不是感觉到德国制造的实力强大？德国制造就是这么笑傲全球！

( 改写并编辑：未平 )

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