光刻機製造有多難?為何中國造不出頂級光刻機,並非一己之力
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大家都知道,目前我國光刻機技術至少落後荷蘭ASML15年,目前荷蘭ASML的頂級光刻機可以達到7nm工藝,目前他們正大研發5nm工藝光刻機;而中國目前能夠量產的光刻機是90nm的工藝,差了10幾倍,光刻機製造真的有這麼難嗎?
光刻設備是一種投影曝光系統,由紫外光源、光學鏡片、對準系統等部件組裝而成。
在晶片製造過程中,通過投射光束,穿過印著圖案的掩模及光學鏡片,將線路圖曝光在帶有光感塗層的矽晶圓上;然後通過蝕刻曝光等等步驟,形成晶片;這裡有幾個重要的因素:光源,鏡頭,對準系統等等。
製造這麼高精端的光刻機,它有著:德國蔡司供應的鏡頭;在光源設備上美國公司的供貨;而且大量來自於海力士也不斷向ASML提供技術支持;這麼多技術廠商的支持,加上ASML本身的組裝技術,所以ASML能夠一直位於世界第一,生產的光刻機也是最頂級的。
光刻機技術是世界上最尖端的技術之一,只有很少的國家掌握,所以光刻機是非常昂貴的,一台高端的光刻機可以賣到1.2億美元左右,目前全球最貴的光刻機是:EUV光刻機,單台售價超過1.2億美元,雖然賣這麼貴,但還是供不應求,很多EUV光刻機訂單都是排隊生產,甚至有部分國家就算給再多的錢也買不到。
目前ASML是全球唯一能夠達到7納米精度光刻機的提供商,所以說ASML是全球晶片業真正的超級霸主一點都不過分。
目前在全球45納米以下高端光刻機市場當,荷蘭ASML也占了80%以上,而且這個占比每的還在持續增長,目前全球知名晶片廠商包括英特爾、三星、台積電、SK海力士、聯電、格芯、中芯國際、華虹宏力、華力微等等全球一線公司都是ASML的客戶。
雖然ASML是一家荷蘭公司,但他背後卻有著歐盟以及美國的力量,多關鍵技術都由美國以及歐盟國家提供。
比如德國先進的機械工藝以及世界級的蔡司鏡頭,再加上美國提供的光源,這就使得ASML公司在光科技術方面飛速發展,幾乎到達了無人能敵的境地。
因為背後有美國的力量,所以ASML一直以來都禁止向中國出口高端光刻機,直到2018年這一情況才有所轉機,2018年ASML同意向中國出口兩台7納米的高端光刻機,預計2019年交貨。
那ASML為什麼反常的同意向中國出口高端光刻機呢?,一因為中國在光刻機的一些關鍵技術上已經取得了突破,目前中國已經成功研製出22nm超分辨的光刻機,可以生產14nm工藝的晶片,雖然和ASML的7nm工藝還有不小的差距,但我們一直在努力 ,相信不久將來,我們會在光刻機技術上達到世界頂級水平。
完成這樣的高科技項目,肯定少不了科學家的潛心研究,楊振寧是物理界少有的大量運用數學的科學家。
他曾經說過:我的物理學界同事們大多對數學採取功利主義的態度。
也許因為受我父親的影響,我較為欣賞數學。
我欣賞數學家的價值觀,我讚美數學的優美和力量:它有戰術上的機巧與靈活,又有戰略上的雄才遠慮。
而且,堪稱奇蹟中的奇蹟的是,它的一些美妙概念竟是支配物理世界的基本結構。
楊振寧提出要「尋找美妙的幾何結構」,就是用數學來研究物理。
1983年,楊振寧向中學生介紹自己的學習過程時,就專門提到了一個人。
他說:「有一位劉薰宇先生,他是位數學家,寫過許多通俗易懂和極其有趣的數學方面的文章。
我記得,我讀了他寫的關於一個智力測驗的文章,才知道排列和奇偶排列這些極為重要的數學概念。
」
劉薰宇是中國著名的數學家跟教育家,他跟楊振寧的父親還是同學。
他有多牛呢?我舉個例子。
在中國的歷史上,有一所神一般存在的中學:春暉中學。
這所學校的美術老師是豐子愷。
音樂老師:李叔同。
國文教師:朱自清、朱光潛。
書法課:于右任。
此外,還有蔡元培,蔣夢麟,何香凝,葉聖陶,張大千,巴人,廖仲愷,黃炎培,陳望道等等前來講座。
而數學老師是誰呢?就是劉薰宇。
所以,在數學教育在這個領域,劉薰宇絕對是民國大師級的存在。
像美術老師豐子愷就經常跟劉薰宇請教。
豐子愷說:
「我與薰宇相識後,他便做這些文章。
他每次發表,我都讀,誘我讀的,是它們的富有趣味的題材。
我常不知不覺地被誘進數學的世界裡去。
每次想,假如從前有這樣的數學書,也許我不會拋荒數學……
其中《韓信點兵》一篇給我的回想很不好:
這篇文章發表時,我正患眼疾,醫生叮囑我燈下不可看書,而我接到雜誌,竟在燈下一口氣讀完了。
次日眼睛很痛,又去看醫生。
」
我專門找來了劉熏宇的書給我家小孩看,我家小孩正在上六年級,平時也補習數學,他有時候覺得上補習班有點枯燥。
可他看這個書,卻覺得很有意思,而且還能把他在補習班學到的東西運用過來。
一看就看了個把小時。
平時,他是坐十五分鐘就要挪屁股的。
我給孩子看的這套書一共有三本,一本是《馬先生講數學》,主要講如何用圖解法求解一些算術四則問題
第二本《數學趣味》,主要講日常生活中碰到的數學問題,我們講萬物皆數學,通過萬物來學數學是最快的。
第三本是《數學的園地》,這一冊就有點難度了,裡面講了函數、連續、誘導函數、微分、積分和總集等概念及它們的運算法的基本原理。
雖然有點深,但講解的方法很妙,我家小孩六年級,還能看懂一部分的內容。
這個書合適小學生以及初中生,可以做為他們的自學教材。
讓他們能夠自我學習。
這套書價格也不貴,三冊只要69,包郵到家。
點下面的連結參團,這套書能夠啟蒙楊振寧這樣偉大的物理學家,也一定能得到你孩子的喜歡:
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