为什么网上有人说造EUV光刻机比核弹难？ 第1页

难度不是一个数量级的

一阶，填补空白，我们能造这个，一年造几个或许几十个的，靠工匠精神牺牲精神堆人堆手工。零件万中选一最后凑成堪用成品。

↓

二阶，我们能少量的造，半手工业的实验室制法小批量制造。甚至院士亲自带头动手操作，这样产量能有一年几百几千个。可能这批几个和那批几个细节上都不一样。但都能用。

↓

三阶，我们能像生产T-34坦克海一样大量生产。虽然要付出很大代价，但咬咬牙总动员，也能一年几万几十万的爆产量。

↓

四阶、我们能像切香肠一样想造多少就造生产。但还是受到投入产出约束，不小心的话，造钞票也能造亏了。

↓

五阶，造印钞机，站着挣钱。别人买到了我们的印钞机回家，欢天喜地回家开动印钞机。

按公开回忆录的解密数据看：

我国6070年代发展、80年代初完成定型的6XX系列弹头，相当于美国六十年代的同级核弹头。我国80年代发展、90年代初完成定型的5XX系列弹头，相当于美国八十年代的同级最先进核弹头。然后呢，大家都没有更加新的了。

五常的核弹头大抵可以认为相当于停留在1990年，相当于三十年了。印度、巴基斯坦、南非/以色列、朝鲜，大抵相当于美国五十年代裂变核弹头。相当于六十年前。五强造核武器也不过相当于二阶的小批量生产，那几个就相当于一阶而已。

光刻机，别说60年前，哪怕50年前，压根不是高科技环节，还是手工工场时代。英特尔1970年前后当时是直接买民用发烧友级的16毫米摄像镜头，拆出来就能用了。GCA等当时光刻机企业也是做主业做相机的时候兼做光刻机。

可就是70年代这段时间，光刻机从相当于工匠手敲，升级成数控机床了。步进投影光刻机就是数控机床。

这时候中国半导体之母谢希德等科技领军人物，正带着“反动学术权威”“外国特务”之类帽子在牛棚拔草、扫厕所当劳改犯呢。等拨乱反正以后他们出来一看，西方靠工业水平的降维打击，已经完全摧毁了中国企图“机器不行、靠巧手回天”的可能性。

PS 大家空谈芯片投入之前，最好自己查一下，是到了80年代的哪一年终于解决了同一批晶体管的放大率一致性问题。

美国从产生这个问题到解决也就花了五年不到的时间。我们从最初半导体研究几乎同步（靠那批归来科学家），也几乎同时发现这个问题，到最终解决，花了二十多年的时间。明明走路不摔跤都没解决，就想着我们只比奥运会跑步冠军差一点点而已，只要XXX，就能XXXX，这个想法是不严肃的。

光刻机在70年代初还是玩具级别的简单结构，连螺丝在内不到一百个零件的那种。70年代末是个每个环节都基于顶级工业母鸡的数控机床。

中国80年代有没有研制过步进投影光刻机呢，有。努力到1985年仿制出一台相当于GCA4800DSW（1978年美国量产品）的样机，努力到1990年又仿制出一台相当于GCA8000的光刻机（1984年美国量产品）的样机。根本不存在造不如买，不肯投钱研制。问题是，集中全国的人力物力财力造出的样机，步进电机马达有寿命、轴承会磨损，最高级的工业母机的易耗件，中国都没能力批量生产以作替换，当然更别提批量生产步进投影光刻机了。样机每个零件都无法量产，是靠圈出几万几十万个然后再手工筛选出勉强有一两个合用的。

有这功夫肯定先投入制造一台更急需的高级的工业母机，毕竟，中国1990年才能生产四轴联动机床（不要提精度，填补这个门类空白而已），2003年才能量产五坐标五轴联动机床（不要提精度，填补这个门类空白而已，浑身进口件的好像早两年），高精度的高级的工业母机，中国要到2014年以后才基本解决。这根本不是微电子半导体部门自己能解决的问题了。

中国的精密机床、精细化工、精密光学都是什么时代才勉强追赶上世界第一梯队水平的？就这几年而已。

说谁比谁难只是感觉上的定性说法，定量判断不好说。对方能力变强了，自己也要进步。真理也要发展。芯片也要不断发展，制程、架构、材料。

上海微电子已经有90nm分辨率的光刻机，DUV光刻机（深紫外线，193nm 波长的光源）。 DUV 理论上能达到10nm甚至7nm分辨率，结合浸没式曝光、多重曝光技术，台积电能做到。

波长更短的EUV光刻机（极紫外线，波长13.5nm）现在是在攻关，预计到2030年实现EUV光刻机自主生产。ASML的EUV光刻机2016实现对下游供货。

上海微电子预计将于2021年前交付首台国产28nm的浸没式（immersion）光刻机^[1]。

在EUV曝光系统方面，长春光机所于2002年研制国内第一套EUV光刻原理装置，于2016年成功研制了波像差优于0.85 nm RMS的两镜EUV光刻物镜系统，2017年32nm线宽的13.5nm极紫外光EUV光刻曝光系统通过验收^[1]。

只要有技术路线，把任务分解了，有资金投入，还是会推进的。现在光源、镜片、对准、光刻胶分给各个科研院所、企业去研究攻关。

荷兰ASML 从 1999 年开始研发 EUV 光刻机，原来是计划在 2004 年推出产品。但是直到 2010 年 ASML 才研发出第一台 EUV 原型机， 2016 年才实现下游客户的供货，比预计时间晚了十几年。直到2019年，第一款7nm EUV 工艺的芯片 Exynos 9825 才正式商用^[2]。

EUV 光刻机面市时间的延后主要有两大方面的原因，一是所需的光源功率迟迟无法达到 250 瓦的工作功率需求，二是光学透镜、反射镜系统对于光学精度的要求极高，生产难度极大^[2]。

只是前道光刻机受限

光刻机根据用途分为三类：用于生产芯片的前道光刻机，有用于封装的后道光刻机，还有用于LED制造领域的投影光刻机。在前道光刻机方面严重依赖进口，但在后道光刻机和投影光刻机方面，国内厂商还是颇为可圈可点的——到2017年，上海微电子的后道光刻机在国内市场占有率超过80%，全球市场占有率为40%；用于LED制造的投影光刻机的市场占有率为20%^[3]。

一. 光源功率

EUV光源是用激光打在锡液滴上产生的13.5纳米波长的极紫外光。

Cymer是光刻机光源的重要供应商之一（已经被ASML收购了），已推出一系列产品，包括氟 化氪（ Krypton Fluoride ， Kr F ）光源、氟化氩（ Argon Fluoride ， Ar F ）光源和极紫外光源^[4] 。ASML公司和 Gigaphoton 公司的 EUV 光源设备均可输出 250 W 较为稳定的 EUV 光，最大值甚至可以达到375 W^[5]。

哈尔滨工业大学方面负责的DPP-EUV光源已经到了接近12 W的水平，相当于ASML2009年的水平^[6]。

EUV光刻机的电-光转换效率极低，低到0.02%。EUV光线传播耗损极大，需要用反射镜代替透镜。

对于未来 3 nm 节点的光刻技术，EUV 光源的功率需要提升到 500 W。1 nm 节点的光刻技术需要 1 kW功率的 EUV 光源^[5]。

二. 物镜系统

另一个原因是光刻机反射镜系统。

下图可以看到光刻机物镜的复杂程度。

光刻需要让紫外光经过掩膜版，把图案精确的聚集到基片上。对高精度的光刻，图案的畸变要求小于几nm甚至1nm。为了补偿畸变，需要对透镜或者反射镜精确调节。以前是对透镜或者反射镜的微元进行调节，现在比较先进的方法，对透镜或者反射镜进行温度控制来调节光路。

长春光机所在做物镜方面的工作。

看有的帖子说，有的家族祖孙三代都是打磨镜片的，打磨镜片的要求很高。

三. 对准

每次光刻，掩膜版的图像要与基片对准，误差甚至要小于1nm。

做第一次光刻时，在硅片上做出标记。后面光刻时候，把掩膜版的图像上的标记与基片上的标记对准。

DUV光刻胶，国内有大概五家在做，市场占有率不高。EUV光刻胶，有一家公司在研究。

降低制程的方法：降低光源波长，浸没式光刻（液体折射率使得光波长变短），多重曝光

浸没式光刻能降低制程。在镜头与晶圆曝光区域之间，充满高折射率的水，水对193nm的紫外光折射率为1.44，从而实现在水中等效波长为134nm，实现45nm以下制程^[7]。

多重曝光提高精度

一种做法是如LELE（litho-etch-litho-etch）。简单讲，就是做两次光刻，把掩模版的位置错开。相邻的金属线如果做在同一层光掩膜版上，彼此之间就不能做的很近，但如果相邻金属线做在两层不同的光掩模版上的话，彼此之间就可以非常靠近。这样，我们只要把靠近的金属分布在两层不同的光掩模版上，就可以达到之前想要达到的效果^[8]。

另一种SADP（自对准双重成像技术）。先通过较低精度的光刻，做出突起的光刻胶保护层（mandrel）。再在“mandrel”的表面和侧面沉积一层厚度相对比较均匀的薄膜“spacer”。使用离子刻蚀工艺把沉积的“spacer”材料再刻蚀掉。由于“mandrel”侧壁的几何效应，沉积在图形两侧的”spacer”材料会残留下来。“spacer”图形的间距是”mandrel”间距的一半，实现了空间图形密度的倍增^[9]。

参考

1. ^ ^{a b} https://news.tianyancha.com/ll_7hq00o8u5p.html
2. ^ ^{a b} https://zhidao.baidu.com/daily/view?id=184382
3. ^ http://m.kdnet.net/share-12432268.html?sform=club
4. ^ 徐象如. 高数值孔径投影光刻物镜像质补偿策略与偏振像差研究[D].中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,2017.
5. ^ ^{a b} 宗楠,胡蔚敏,王志敏,王小军,张申金,薄勇,彭钦军,许祖彦.激光等离子体13.5 nm极紫外光刻光源进展[J].中国光学,2020,13(01):28-42.
6. ^如何看待长春光机所euv光刻机进展？ - 知乎 https://www.zhihu.com/question/395852146
7. ^ https://baijiahao.baidu.com/s?id=1676533090262160128&wfr=spider&for=pc
8. ^ https://www.sohu.com/a/117166722_485357
9. ^ https://baike.baidu.com/item/%E8%87%AA%E5%AF%B9%E5%87%86%E5%8F%8C%E9%87%8D%E6%88%90%E5%83%8F%E6%8A%80%E6%9C%AF/22341373?fr=aladdin

是瞬间获得核弹技术，还是光刻机技术。

你是国家元首，你选哪个？

自打我出生。什么什么东西是工业皇冠上耀眼的明珠你中国人给你一百年也造不出来这种话我听的没有一百也有好几十了。我就寻思你这工业皇冠得有多大咋镶那么多珠子？到底啥才是明珠能不能给个准信？

光刻机我们都知道可见的未来我们一定能造出来，但是核武器，第二代第三代核武器可见的未来除了中美俄法英谁也造不出来。

是我们现在造光刻机难，还是在那个全国都没多少知识分子的年代造核武器难？造核武器我们勒紧裤腰带，多少顶级科学家隐姓埋名，多少工程师，科学家，军人十几年如一日的扎根戈壁。光刻机能有这待遇？连个部委牵头都没有，你说谁更重要谁更难？

也不知道是现在的小布尔乔亚们飘了，还是以前的共和国英雄们逝去太久让人们失去了敬畏感。敢拿光刻机的难度和原子弹相比了，先试试能不能用算盘当计算机使吧。

这么多年了，共和国的前辈们一遍遍的用事实告诉我们，外国人能造出来的我们也能造出来，可是有些买办总是一遍遍的告诉我们中国能造的都是垃圾白菜，中国不能造的都是天顶星。他们死命的诋毁我们能造的，甚至想把原子弹说成大白菜。把圆珠笔芯说成外星科技。

光刻机分等级，核武器也分等级，印度，朝鲜，巴基斯坦的核武器等级换算成可生产90nm芯片的光刻机么？这还是有五常技术转让的前提下，印度从中国爆炸第一颗原子弹开始研发核武器，直到90年代末才五连爆成功，可也只是第一代核武器，又三十年过去了，印度还是没发现出第二代核武器，第二代核武器，尤其是小型化武器化的第二代核武器，好像现在的英国也没有，英国核潜艇使用的是美国三叉戟。至于第三代，甚至影影若现的第四代，五常也不剩几个了。

当然光刻机确实很难，但是和核武器比，还不配。

评论这么多，基本都是反对的，可是反对你们也拿出个比我说的更有说服力的理由，光刻机是人类最精密的创造，不做限制初中生都能造出原子弹的话都说出来了，你们是我的友军吧。

如果真有大佬引用文献，列数据，详细对比生产5nm甚至将来3nm,1nm芯片的光刻机和第三代甚至第四代核武器难度，得出结论光刻机更难，我绝对尊重科学，大是大非面前也要讲科学。

可是目前说我自嗨，说我无知的，貌似也没什么过硬的论据吧。无非和我一样从政治，社会层面侧面论证，既然如此众位为何要引申到人身攻击呢？假如对于核武器和光刻机总知识量一百，我可能只有0.00001，在座诸位大神0.0001，但是这还不足以让诸位对我有莫名其妙的优越感。

各位大佬别再拿朝鲜，伊朗，巴基斯坦，印度的核武器说事了，总不能老是光刻机就拿商业化生产5nm芯片的2020年水平的光刻机，核武器就拿六七十年前水平第一代的说事吧，好歹都拿最先进的比。拿电子管计算机和i9对比你们是认真的么？

---

  zhang-yang-8-51 网友的相关建议: 
      

原子弹是什么？是真理，能说服所有人的真理。获得真理是不计成本的。

光刻机是什么？是生意，生意就要挣钱。想挣钱的产品就必须技术上有市场，价格上能承受。

所以逻辑很简单，你必须有说服人的能力才有机会做生意。

---