人类最高科技水平,全球仅两个国家掌握,光刻机竟比原子弹还稀有

南柯归海 2024-06-04 21:11:17



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前言

说道光刻机这种东西大家必然有所耳闻,作为现如今世界上最高端的设备,一直都被广泛的运用在半导体行业以及光学领域里面。

而我们平日里面十分常见的芯片技术,也和它有着脱不开的关系,但是目前来说全世界掌握这项技术的国家仅仅只有两个。

研发难度可谓是比原子弹还要困难,我国虽然说在高科技方面已经实现了很多方面的赶超,但是在光刻机上依旧还无法实现自给自足,也就是说需要借助国外的资源。

说这种技术是当之无愧的“工业皇冠”一点都不为过,那么这其中究竟有什么样的技术我们至今无法突破,以至于现如今还被卡脖子呢?

光刻机的奥妙

每当说起光刻机,就必然会想起芯片,这种作为人类最高科技水平表现的东西,一直以来都是许多大国所争夺的对象。

做制作芯片的光刻机则是其中的重中之重,从外形上面来看,它就像是一个大柜子一样,其实制作的原理也相当的简单。

在机器的内部有着多种高精度的紫外光源在里面,然后利用透镜的折射原理,将芯片上面的图案投射到硅片上面,这也是光刻机这个名字的由来。

严格意义上来说目前世界上任何一个国家包括企业都无法自主完成对于光刻机的组装和制造。

这时有人会说荷兰的ASML公司难道就不是吗,其实他们还真不算是,要知道光刻机的集成度实在是太高了。

单凭一方的力量不知道要到猴年马月,所以当时全世界多达上千家科技公司一起合作,将机器给组装起来了的,而在这些企业里面,又以德国和美国的企业占据多数。

而荷兰的ASML真要说起来更像是整合商,将大家的方案以及资源给组装到一起,而现如今能够独立生产出EUV极紫外光刻机的国家,其中一个是荷兰的ASML,另一个就是韩国三星集团。

说起来制作芯片其实就是在雕刻“沙子”,因为制作芯片的原料其实就是硅,这种物质在地球上并不稀缺,甚至可以说遍地都是,就是我们常见的沙子。

但是难点就在于如何将这些一盘散沙给揉搓成我们需要的“芯片”就是一个比较复杂却困难的过程。

在制作的过程当中,需要涉及到多达几十道的光刻工艺技术,并且在这其中是一环扣着一环,但凡有一个流程出现了错误,那么后续就无法继续进行下去。

另外光刻机的投入研发十分的烧钱,荷兰的ASML公司每年都需要耗费的研发资金就多达一亿欧元。

当然这还是最保守的估测,因为一旦失败,那么就需要往里面加大投资,这就好比是一个无底洞一样。

所以说对于小公司而言,研发光刻机简直就是天方夜谭,很有可能研发多年到最后竹篮打水一场空,技术和资金成为了限制很多企业和国家的枷锁。

如果和光刻机相比,那么原子弹确实太过于简单了,在有着材料的情况下,通过国际原子能的批准,那几乎每个国家都可以具备原子弹。

可是光刻机呢?即便是将一台光刻机放在你的面前,你都不可能照葫芦画瓢的做出来。

所以说光刻机这类东西,才真的算得上是集合了人类的所有精华研发而出,说光刻机很重要倒不如说是芯片的重要。

芯片的重要性

随着智能化的浪潮开始席卷全球,大家对于高科技的方面也不再局限于一面,而是开始往多方面进行发展,就比如说人工智能、AI等领域。

如果说以前的芯片是手机电脑等电子设备的专属,那么现如今已经发展到了冰箱洗衣机,往大了说像是一些军事装备也都需要芯片的支撑。

可谓是从上到下芯片涵盖了很多行业的方方面面,而且如果不出意外,在未来随着科技的不断发展,那么对于芯片的需求量也将会呈现一种直线上升的趋势。

所以说不管是哪个国家,都希望能够得到这项技术,掌握了这项技术,也就意味着未来掌握了绝对的话语权。

但是目前来说即便是美国也无法做到百分百的拿到光刻机的垄断,所以他们就想出来一个折中的办法,美日韩以及荷兰这四个国家就开始互相合作,一起来垄断其中的技术。

其实说起来,就在近期俄罗斯方面也宣布了一件事情,那就是他们也突破了光刻机,并且成功的研发了出来。

俄罗斯光刻机

这个消息来自俄罗斯当地,并且这台光刻机正在测试当中,这个消息一经爆出就在科技界产生了十分广泛的关注和影响,要知道俄罗斯在高科技领域方面一直都没有什么存在感。

而他们能够打破技术封锁,那么在未来必然会在全球的半导体产业链中必定有他们的一席之地。

但是在惊喜之余又带有一丝的失望,那就是俄罗斯的这款光刻机性能指数有些偏低,按照目前的能力来说,仅仅只能制作出350nm的芯片。

这样看来如果和国际上面比较主流的芯片相比较,那落后的确实不是一点半点,就目前来说,全球的半导体行业里面的主流工艺已经来到了5nm甚至更小。

所以当看到俄罗斯的纳米技术之后,让不少人一度认为,俄罗斯在这方面落后了将近30年左右。

如果说还是没有这方面的概念,那么我就给大家举几个最简单的例子出来,就拿苹果最新的平板来说,里面所搭载的芯片是M4芯片。

根据报道这款芯片的性能要比上代M2性能还要快1.5倍,而M2所采用的就是5nm的芯片技术。

但是这依旧不是最先进的,现如今最好的芯片那就是3nm技术的,可以想象350nm和3nm之前的差距是多么的巨大,可以说越小每增加一nm就是一项科技的突破。

早在1995年的时候,350nm技术的芯片就已经被制作了出来,当时还是属于掌握在小部分企业的手中。

可再看现如今,英特尔、台积电以及三星等这些都已经开始进军2nm芯片了,所以从这方面就能够看出差距的所在。

但是我们也应该明白一个道理,从零到一十分的困难,但是之后的道路将会顺畅的多了,而俄罗斯接下来的目标是在2026年的时候研发出能够支持130nm工艺的光刻机。

光刻机对于我国来说也是相当的重要,甚至中美两国为此还开展了持续多年的科技战。

中美科技战

我们先来看下用光刻机制作的芯片对于我国的重要性,就在美国还没有出手对我国的芯片进行禁令的时候。

每年从国外进口的芯片的总价值高达3000多亿美元,这要比我国进口的石油或者是粮食都要多。

除了因为我国拥有着足够大的市场之外,主要一个原因是因为无法做出和能够比肩国外的芯片技术出来,所以说需要大量的进口国外的芯片。

但是这也给了美国能够打压制裁中国的机会,从2018年开始,对于中国高科技方面的制裁就从来没有停止过。

目的很明显,就是为了防止中国科技能够超越他们,所以想要从源头来遏制住中国。

为此美国现实限制了一些高端的芯片运往中国,以此来让我们无高端芯片可用,紧接着又推行了所谓的《瓦森纳协议》。

简单来说那就是将不再对部分国家售卖先进的光刻机,同时还要和中国切断这方面的合作,像是以前出售到中国的光刻机,也不再进行后续的维修和保养。

要知道在我国进口过来的光刻机就高达1000多台,之前维修的技术一直都掌握在荷兰技术团队的手中,许多人担心美国的这个协议会让中国出现无芯可用的局面。

不过目前来看并不用担心这样的事情发生,因为现如今我国主流的芯片完全不需要十分高端的光刻机就能实现。

而只要我国度过了这个艰难的十七,那么在未来我国在芯片领域受限美国的方面也将会越来越少。

参考资料:

光明网于2024-05-31 17:05发布《俄罗斯突破350nm芯片,意味着什么?》

中华网2024-05-25发布《俄罗斯光刻机亮相 自主研发突破制裁困局》

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南柯归海

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