EUV光刻机难还是原子弹难？:我们西北角的某斯坦朋友、东北角的某半岛朋友，以及中东的某朗，会毫不犹豫回答：肯定原子弹比EUV光刻机容易造啊，要不是5常:-光刻机

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我们西北角的某斯坦朋友、东北角的某半岛朋友，以及中东的某朗，会毫不犹豫回答：肯定原子弹比EUV光刻机容易造啊，要不是5常压着，现在拥核国家的数量至少会再翻一番，EUV光刻机能够随便造，但能造出的也就是荷兰ASML，还是和美国凑份子的结果。

对此看法，美国、欧洲英德法、日本和韩国深表赞同，并纷纷点赞。

为何？因为它们都曾是EUV光刻机设计制造大赛选手，它们都深知EUV光刻机的复杂性，而且复杂得令人难以置信：

在攻克EUV技术的路上，坑一个接着一个。

光源问题是第一个大坑，主要表现为：EUV光线特别容易被吸收，输出EUV的能量转换效率低、功率提升难度大，每一个坑都不容易填，掉进去很难爬出来。

在EUV光刻机机中，光源要将等离子体转换成波长13.5nm的光，然后这些光会在一种包含10个多层镜面的复杂配置方案中反射（反射示意图见上图中的图4）。

由于EUV光线特别容易被吸收，不仅需要在真空环境下传输光线，而且用传统透镜折射光线的方案也被废了，因为经过透镜折射后，能量将衰减到无法用于光刻，所以只能采用反射镜来改变和汇聚光线。这样一来，擅长制作透镜的蔡司的武功被废，之前积累的透镜磨制技术被淘汰了。

制作全新的反射镜，意味着开发成本和难度上升一个等级。

但和提高EUV的输出效率比，制作反射镜的难度还是低了一个指数级。

EUV光源主要有两种：LPP(激光等离子体)光源和DPP（放电等离子体）光源。

1. DPP光源简单说就是在放电气体中加上电压，使气体变成等离子体从而发光；

2. LPP光源要复杂一些，是将锡或锑的小液滴滴到激光上发光。

无论哪一种光源，都面临一个问题，转换效率太低了。

LPP光源产生EUV，采用锡靶（滴小锡滴），在初期时转换效率只有2%。

DPP光源的转换效率就更低了，放电气体采用Xe（氙）时，转换效率最高只有0.7%。

这么低的能量转换效率已经不够看了，但还不是最让人沮丧的。

最让人沮丧的是，衡量EUV光源是否可用的指标是中间焦点（IF）即照射装置入口处的功率。由于EUV光线容易被吸收，经过多次反射后，即使在真空中也有损耗（被反射镜吸收），所以IF点的EUV光线功率大大低于刚刚被转换时的功率。

有多低？

Powerlase公司在2005年采用LPP光源转换EUV光源，激光输出功率为3.6KW，在IF点得到10W至20W的EUV输出，实用转换效率为0.28—0.56%，只有激光光源能量转换效率的40%到80%。

刺激人心的时刻到了。

按EUV光源符合商业化要求的条件，在IF处的输出功率需要达到250W，按LPP光源0.28—0.56%实用转换效率计算，激光输出功率需要达到44.6—89.3KW。

可能大家对这个数字没什么印象。2015年，洛克希德.马丁公司开发的雅典娜激光武器烧毁了一英里外的卡车，而“雅典娜”的功率只有30KW。目前美军驱逐舰上的激光炮就是30KW级别（下图）。

而美军梦想的是量产100KW级别激光炮，就是下图中的那货，目前还在做测试。

测试成功了的话，打打无人机和小快艇，简直轻松得不要不要。

话题有点远了，扯回来。

我的意思是，按当时的能源转换效率和IF点的实用转换效率，是根本不可能得到可以工业化的EUV光源的，因为造不出功率接近高能战术激光武器的激光源。

简单说，仅仅EUV光源这一道坎，不仅劝退了众多国家，就连五常大国，也不是个个都玩得转的。

实际上，自1999年，极紫外线光刻技术（EUVL）被国际半导体技术发展路线图（ITRS）确定为下一代光刻的首选技术后，美国（起步最早，1996年开始研究）、欧洲、日本、韩国等国家和地区个个撸起袖子，摩拳擦掌，都想要占领这个制高点：

• 在美国，有超过50个单位参与EUVL研究，包括国立实验室、大学、芯片公司（英特尔、AMD、IBM等）和协调机构；

• 在欧洲，超过35个独立国家、大约110个研究单位，参与EUVL研究；

• 日本的EUVL研究始于1998年，2002年6月成立EUVL系统研究协会（EUVA）；

• 韩国的 EUVL研究是在工商能源部(MOCIE)的支持下开展的， 主要参加单位有 KERI (KoreaElectronicsResearch Institute)，Hanyang University，Kookmin University， SamsungPostech，SeoulNationalUniversity等 。

然而，最终胜出的是美国以及荷兰（ASML成功加群），其它的要么止步于EUV光源研究，要么翻过EUV光源研究的大山后，又止步于光刻胶、抗蚀剂。

行业里流传过ASML总裁说过的一句话：即使客户将光刻机拆开再重新组装，这台光刻机也废了，因此根本不担心客户搞逆向工程（山寨）。

原子弹拆后再装上，根本不影响使用。

所以，原子弹的研发、制造难度，和EUV光刻机比，完全不在一个数量级！

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其实这两个东西都难，但论研发规模，动辄举国之力的原子弹比光刻机可投入大多了。

如果非要形容的话，可以把原子弹的研发过程形容为“一步一步搭建高楼大厦”，而光刻机的研发则是“百舸争流奋力争先”。

我们换个方面去理解就能明白了。

原子弹是第二次世界大战时的技术，满打满算20世纪40年代的东西。

相关的理论研究虽然看着高大上，但它的基础概念很早就有了，它并没有想象的那么深不可测。

早在1912年，原子物理学之父卢瑟福就搞出了α粒子散射实验，并且建立了原子核结构模型。

到1919年，卢瑟福完成了α粒子轰击氮核的实验，它从氮核中打出了质子。

从基础概念上来说，这个粒子轰击原子核的实验，就是原子弹的物理原理，差别仅在于粒子加速问题、选用的原子核问题，以及反应物质能量大小问题上。

卢瑟福1937年10月19日去世，但他在晚年已经能在实验室条件下用加速粒子制造核反应了。

也就是说，原子弹其实在理论方向上已经没啥问题了，人们缺的仅仅是应用手段，以及技术验证。

美国二战期间搞的“曼哈顿工程”，则是真正开始攀登原子弹技术的一次超级工程，他们搜集了当时全世界几乎所有能参与领域的科学家，投入了巨额的金钱，硬是攀登出了一座核物理的新高峰。

这里需要注意的是，曼哈顿工程并没有将原子弹当做全部项目，它的内容主要为核物理理论和研发，原子弹算是附属品，战后那些核生产装置和电站、放射性材料才是最大的收获。

从这个角度来看，原子弹的研发也并不容易，如果今天的中国有幸能够汇集当年曼哈顿那样多的人才和资源搞光刻机，那么一定能完成比EUV光刻机更好的东西。

正因为美国用巨大代价硬点了科技树，人类才翻过了核技术这座高山，真正将核物理应用到了生产之中。同时它也给后来者打通了思维黑障，指明了道路，甚至用两场举世瞩目的战斗实验提供了现实数据。

起码苏联人1946年搞“喷气推进剂”项目时，已经不用去想什么材料、方法，仅仅是在广岛、长崎找到了铀和钚就足够帮助苏联绕开无数实验黑阱了。

而且苏联的间谍也在其中起到了很大的作用，比如美英核项目的参与者，德国专家克劳斯·福克斯，他就成了苏联的线人，提供了极重要的情报，让苏联方面得以借鉴和参考，大大缩短事件和经费。

然后苏联也汇聚了一批相当庞大的专家队伍，将苏联能找到的最优秀人才投入其中，成立了奇诺夫领导的KB-11部门，以不计代价只见成果的方式对原子弹项目进行攻关，这才在1949年8月29攻克了难关，成功爆破原子弹。

现在再说原子弹简单吗？从卢瑟福搞α粒子开始，人们将近用了半个世纪、倾半个地球之力将其攻克，甚至在得知原理、材料和技术情报后，后来的仿制者依样画葫芦也用了4年之久。

所以，还真别说原子弹简单，这东西基本概念很粗浅，但应用研究却异常复杂，涉及到的学科分类其实一点也不比光刻机少。单论研发规模，光刻机甚至还比不上人们对原子弹的投入。

光刻机技术中国并不是没有，可以说我们其实早已实现了0 的突破，而且这个时间还非常之早，所以国人确实没必要妄自菲薄。

目前核技术的难点是核武器小型化、无污染化，以及可靠小型核反应堆的建造，基本上核武器已经走到了顶端，氢弹、中子弹、EMP一个都不差，但核物理却卡在了可控核聚变上，我国无论哪样都不差，都爬到了科技树顶，正在研发下一阶段。

唯一的问题是，荷兰EUV光刻机属于商品，与原子弹这种军用炸弹完全不是一码事儿，商品自然有商业属性，它必须体现出商品的使用价值，这就构成了一种驱逐式的发展。

光刻机虽然影响大，但本身是个小众产品，全世界买家寥寥，技术也存在线性发展，后来者追不上，领先者抢走市场又打击追赶者，这就造成了其一枝独秀的表现。

实际上，美国等国采用多国合作的方式生产EUV光刻机，体现的也是一种妥协互信，这种领先技术单独放在谁身上都不被放心，其实是一种垄断资本运作。

所以，如果单纯让企业从商业赶超的模式去追逐，我们可能这辈子很难看到光刻机“超车”的那一天，问题并不仅仅出在技术上，还在于节奏上。

这也就是为什么光刻机比原子弹显得难那么多的原因，与原子弹这种在前路等你去翻越的高山相比，光刻机是一台被人开着跑的赛车，偏偏你还不能拿飞机与之比赛。

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高端光刻机是国之大器，核弹是国之重器！其实光刻机的门槛并不高，28nm以上制程的用量较大，且已国产化。7nm及以下制程属大规模集成芯片，用量相对不大，主要用于移动智能化设备。但其工艺要求较高。可以说7nm制程的光刻机不止EUV一条技术路线，还有许多技术路线，只是EUV最先成熟，最先商用。我国的高端光刻机研发正在紧张的进行，科技部给予科技专项支持。耐心一点，一切都会好！

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这个问题二百余年的前人就已经明明白白的告诉了我们。清.彭端淑《为说》里开篇即说清楚：天下事有难易乎?为之，则难者亦易矣；不为，则易者亦难矣。做万事皆如此，难道还有疑问吗？

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原子弹全球有那么多国家会造，高精度的光刻机只有阿斯麦尔能产，你说哪个难？

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原子弹最难的地方是获取武器级核原料，制造本身并不困难，美国不是有个中学生都造出来了。光刻机比原子弹难多了，因为各种原件都是发达国家经过上百年的技术积累研发出来的，不是一天两天就能赶上的[灵光一闪]

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都难，越来越难，因为人才是第一位的

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这两个产品都有难度，但是难的方式有不同！

以巴基斯坦为例，其国家工业落后，工业极其不成体系，但是却能研发出原子弹来。但是没有人相信巴基斯坦有能力研发第五代光刻机，哪怕是第四代光刻机都没有可能。

光刻机难度在于它是24小时运行的高精度机器，属于大批大量生产的装备，不是一台检测仪器。只有高精度、高的重复性精度、高的可靠性和耐久性是远远不够的，要同时具有极高的生产率，才能保证大批大量生产出合格的芯片。

注意：这里讲的精度、重复性精度、可靠性、耐久性、生产率都几乎达到了人类目前可以取得的极限！每个小小的环节，都需要攻克目前工艺能力的极限！

芯片生产中，决定性的指标就是芯片产品合格率和生产率，不能同时满足合格率和生产率的光刻机就是一堆废铁！

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光刻机是很多高科技技术的集合。很多配件都是各个国家独有或者领先的技术。中国能造出光刻机，不过精度达不到世界一流。

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简单一点说，就是原子弹不用顾忌专利问题，光刻机如果也不考虑专理利问题，做出来不难，这就是为什么军工产品是打架用的，不是讲理用的[捂脸][捂脸][呲牙]