“造5nm芯片比造原子弹难10倍以上。”

在一次采访中，中科大教授朱士尧直接说出了这样一句话，瞬间浇灭了不少爱国人士的希望。

关于当初造原子弹的困难，现如今一代又一代的中国人已经清晰的了解过了，但让人没想到是制造5nm的芯片居然比原子弹还要难10倍。

并且按照朱教授的说法，即使我们能造5nm的芯片也没用，因为能够设计芯片的软件公司也不会让我们用他们的程序——因为它们均隶属于美国。

当朱士尧教授说出“造5nm芯片比造原子弹难10倍以上”时，不少人可能会觉得夸张，甚至荒诞。

原子弹，那可是关乎人类生死的终极武器，几乎凝聚了一个国家的尖端科技，能和它相比的东西屈指可数。而芯片呢？只是一块小小的硅片，难道比核武器还复杂？

但如果你深入了解5nm芯片的制作工艺和意义，你就会明白，朱教授的话，不仅不过分，甚至可能低估了芯片的难度。

在说“难”之前，得先搞清楚5nm芯片到底是什么，它又为什么这么重要。

5nm，是指芯片内部晶体管的栅极宽度达到5纳米。为了有个更直观的对比，5纳米仅仅相当于头发丝直径的万分之一。

也就是说，工程师需要在这个极其微小的尺度上，往硅片上“雕刻”出150亿个晶体管。

这些晶体管就像大城市中的开关、管道和连接线路，控制着芯片内部的电流流动。

它们以复杂的电路形式排列起来，才能让手机、电脑甚至汽车完成那些“不可思议”的运算和功能。

5nm芯片的出现，可以说是现代科技的顶级代表。它的存在，让手机变得更快，电脑更高效，甚至推动了AI、5G、自动驾驶等前沿技术的发展。

5nm芯片不仅是“更快的处理器”，更是国家竞争的核心科技之一。

它在智能手机、服务器、AI芯片甚至军用设备中无处不在，谁能生产出最先进的芯片，谁就掌握了未来的科技命脉。

难怪朱教授会拿原子弹来比较，因为从战略意义上看，芯片甚至比核武器更重要。

光从体积上看，原子弹显然是“大块头”，而芯片则是“微型精灵”。

可科技的难度，却并是看它规模的大小，而是它背后所蕴含科技含量。我们现如今使用智能手机很小，但是功能却远超几十年前的巨大计算机。

并且除此之外，还有一个很大的问题是我们在造芯片时没得借鉴，我们压根没有办法去“照猫画虎”，但是在造原子弹时却有人帮助。

比如核裂变的基本原理早在1930年代就被提出，甚至有苏联的技术援助供中国借鉴。

而芯片则完全不同。以5nm芯片为例，它不是单点技术的突破，而是一整条产业链的协同工程。

晶体管需要被精密排列在纳米级的空间中，而制造这种“微观奇迹”的设备——光刻机，全球只有荷兰的ASML公司能生产。

这台机器相当于芯片的“画笔”，而它的每一个细节都复杂得令人咂舌。

比如光刻机使用极紫外光（EUV），波长仅为13.5纳米，这种光需要靠巨大的激光器轰击锡滴产生，而这些光还必须经过一系列高精度镜片的反射，才能投射到硅片上。

前面这些问题还在于怎么“造”，即使我们能造出5nm的芯片，我们也无法完成“编写”的过程。

因为“编写”芯片的设计需要EDA软件，这是一种把芯片从理论转化为实际电路图的关键工具，但是我们国家却被“禁止”使用。

美国针对中国的技术封锁，直接让国产芯片设计陷入困境。

朱士尧教授之所以将5nm芯片的研发比作比原子弹难10倍，实际上是因为芯片制造对精度的要求几乎达到了人类技术的极限。

如果说制造原子弹是“把一个大目标击中”，那么制造芯片就是“用万箭射中一个小孔”。

举个例子，5nm芯片中的晶体管之间的距离仅为几个纳米，如果其中某个晶体管的电流控制稍有偏差，整个芯片的功能可能就会失效。

而且，5nm的制造工艺还面临一个严重的物理问题：当晶体管越小，电子会更容易“跑偏”，这被称为量子隧穿效应。

为了解决这个问题，科学家们不得不引入全新的材料和设计结构，比如GAA（环绕栅极晶体管）技术，但这又给制造工艺带来了更大的挑战。

反观原子弹的制造，尽管也需要极高的精度，但它的核心技术相对集中，难度主要集中在某几个关键步骤。

而芯片的制造，则是“一万个环节的共同奇迹”，任何一个环节掉链子，整块芯片都无法使用。

那我们为什么非要造5nm的芯片不可呢？

5nm芯片更深层次的意义在于，它是未来科技的基石。例如：自动驾驶需要高性能的计算芯片来处理传感器数据，AI算法需要超强算力的芯片来实现智能学习。

甚至军事设备的导航系统、通信设备，也离不开这些尖端芯片的支持。

所以5nm芯片，实际上是未来社会运行的“操作系统”，它的突破，决定了一个国家在科技竞争中的地位。

因此朱士尧教授的那句话，揭示的并不仅仅是芯片技术的复杂性，更是一个国家科技自主能力的短板。

另外朱士尧教授曾经还说过这样一段话：“美国造不出来，中国永远也研制不出光刻机。”

朱士尧的言论源于对光刻机研发复杂性的深刻理解，以及对中国当前技术水平的清醒认知。

作为一位深谙科技研发全过程的科学家，他并非盲目悲观，而是从现实出发，评估了我国在光刻机自主研发领域面临的诸多挑战。

光刻机是一项极度复杂的高端技术产品，其制造需要涵盖多学科、多领域的尖端技术支持。

以目前全球的技术格局来看，光刻机的研发和制造长期被少数国家垄断，这些国家不仅拥有高度成熟的工业基础，还建立了严密的产业链和技术壁垒。

例如，荷兰的ASML公司能够制造最顶级的EUV光刻机，其产品依赖于极高精度的光学镜片、激光系统、控制系统等组件，这些核心技术需要长时间的积累，甚至是几代人的持续努力。

对中国而言，工业基础的某些环节尚不够完善，特别是顶尖设备所需的材料、精密制造工艺及高端设备的综合集成能力仍存在短板。

更为严峻的是，美国对中国实施的高科技出口限制，使中国难以获取高端设备及核心零部件，这种封锁在光刻机研发上尤为明显。

许多核心组件，如用于极紫外光刻机的高精度光学镜片和光源，中国尚未完全掌握其制造工艺。

朱士尧深知，在全球供应链高度依赖的背景下，这种外部封锁极大地限制了中国的研发速度。

然而他的这番话不仅是对现状的判断，也包含了一种警醒的意味。朱士尧希望中国的科研工作者能够正视现实，看到差距与短板，而不是沉溺于过度乐观的期待中。

只有在认清不足的基础上，才能制定出切实可行的方案，避免盲目冒进。

参考资料：

百度百科——朱士尧

当当网 2024-08-29《华为的精神原子弹》