1964年10月，羅布泊核試驗場上空騰起了一朵巨大的蘑菇雲，這正是中國

首枚原子彈試爆成功

的壯觀場面。在全世界國家裡，中國的核武器研發速度是最快的，從立項到試爆成功僅用了不到5年時間。

由此可見，中國人的科研能力在世界範圍內都屬於一流水平。

然而在半個多世紀後，有一個工業專案卡住了中國的脖子，耗時多年卻始終無法自主生產，它就是

EUV光刻機

。

目前有能力製造核武器的國家已經有9個之多，但有能力製造EUV光刻機的國家卻只有2個，因此在某種程度上，EUV光刻機技術是比核武器還要稀有的存在。

光刻機在高科技領域的意義

自上世紀90年以來，人類已經進入資訊化時代，而且眼下還具備朝智慧化時代過渡的趨勢。而在這個過程中，

高效能晶片

無疑是必不可少的核心部件，它相當於“萬物互聯”的大腦，賦予了各種資訊化產品運算和處理命令的能力。

因此，若一個國家能夠掌握製造高效能晶片的技術，它就能在資訊化浪潮帶來的第四次工業革命中佔據潮頭的位置。

而

光刻機

就是生產晶片的關鍵裝置。在晶片的生產流程中，它需要去除原始晶圓表面覆蓋的保護膜，並透過高精度鐳射投射裝備將設計好的電路圖形“銘刻”在不足指甲蓋大小的晶圓上，這一過程對加工工藝的精度要求達到了奈米級。

如果精度達不到要求，那麼生產出的晶片輕則效能達不到設計指標，重則直接變為工業廢品。

在EUV光刻機問世前，世界主流水平使用的是DUV光刻機，其發射的短波紫外線波長為193奈米。但

荷蘭ASML公司

於2015年前後研發出了加工精度更高的EUV光刻機，將原本的短波紫外線升級為深紫外線，波長縮短至13。5奈米。

憑藉大大提升的加工精度，EUV光刻機可以生產製程13奈米以下的高效能晶片，這是過去DUV光刻機力不能及的領域。

截至目前，

荷蘭與日本

是唯二具備光刻機制造能力的國家，尤其是荷蘭的ASML公司，在光刻機領域是無可置疑的科技巨頭。

而且據荷蘭ASML公司高管表示，實際上EUV光刻機裡有90%的零部件都來源於

全球各大科技巨頭公司

，例如光源來自於美國Cymer公司，光學部件來源於德國老牌鏡頭企業蔡司，精度控制系統來源於美國世德科技集團……

因此從某種意義而言，任何單一的國家與企業眼下都不具備獨立生產光刻機的能力，它本質上是一個國際產業鏈的合作專案。

製造光刻機的技術難度

那麼，

生產光刻機

的技術難度究竟有哪些？以至於需要集中全球各大科技巨頭的攜手合作才能順利製造？

首先就是光刻機最重要的核心功能——

光源銘刻

，這意味著光刻機需要一款精度達到奈米級的鐳射發射器，目前唯有美國Cymer公司具備生產深紫外線光源的能力。

而Cymer公司實現13奈米深紫外線的原理並不複雜，其實就是讓原本的193奈米紫外線以每秒5萬次的頻率不斷轟擊滴落的金屬錫滴液，最終得到波長更短的13奈米深紫外線。

原理雖然不復雜，但具體操作的難度可謂難如登天。由於每一滴金屬錫滴液的直徑不到20微米，而且還要以每秒5萬次的頻率準確轟擊這些金屬錫滴液，這對光源的

發射精確程度

提出了極為嚴苛的要求。

舉例來講，這相當於在地球上不斷射擊在月球上飛馳的F1賽車，而且每次射擊都不能落空，頻率也需要達到每秒5萬次。

其次就是光刻機的

工作臺精度問題

。在晶片製造中，光刻機的銘刻工序並非一次性完成，為了儘可能達到最好的效能水平，許多高效能晶片實際上都採用了重疊構層設計，以便容納更多的電晶體。

因此，光刻機需要在工作臺上多次曝光、多次對準來生產高效能晶片，但每次曝光原始晶圓時都必須確保它們與最初的位置絲毫不差，否則前面的銘刻就功虧一簣了。

最後就是光刻機的

苛刻工作環境

。

一方面，由於光刻機的銘刻工序需要不間斷地運用高能鐳射，因此這意味著它的能耗比一般的光學發射器大得多，每小時耗電超過150度；

另一方面，整個光刻機的工作環境必須做到

絕對無塵化

，否則即使是一顆微小至不可見的空氣塵埃都會對晶片生產帶來災難性影響。

實際上，以上僅僅是光刻機生產的幾個主要難點。除此之外，光刻機的光反應釋放氣體、EUV帶來的侵蝕作用、晶片良品率的控制都是光刻機領域的技術難點。從以上介紹中，我們大體上可以體會

製造光刻機

的難度究竟有多麼誇張。

總結

綜合來看，製造光刻機的原理本身並不複雜，甚至國內大學教科書上都能看到具體的原理介紹。但它的難點就在於具體實踐，也就是對高科技產業的

工藝精度

具有過於嚴苛的要求。

作為對比，原子彈本身的技術難點在於知曉核武器原理，但它對加工精度的要求並不算過分，即使是朝鮮、巴基斯坦這樣的第三世界國家都能加工製造。因此，拿製造原子彈的難度來對比光刻機是不合理的，兩者的難度差距

不在一個等級

。