都说光刻机是互联网时代的造物主,正因为有了它,这个世界才变得如此清晰。
然而能够掌握光刻技术的国家却少之又少,尤其是生产28nm-14nm的厂家更是凤毛麟角。
以至于我国中科大的一位副院长曾经沮丧的说:光刻机这种东西,如果美国都造不出的话,中国就更不可能。
为何这位端坐象牙塔顶端的中国专家竟然会说出如此的话呢?
芯片改变世界
芯片是我们日常生活当中所见到的再也普通不过的小零件。无论是不小心摔碎的手机还是拿到电器维修部修理的电视,里面都有密密麻麻大小不等的“小黑块”。
这种由单晶硅和金属搭建而成的“小黑块”,就是人们所见到的芯片。
对外行人来说,这些芯片似乎平平无奇,很难和我们日常应用的各种软件结合在一起,然而,内行人却能看出这其中深奥的门道。
在系统软件的驱动下,这些芯片内部一刻不停地快速计算和执行着来自用户的命令,并且把得出的结果提交到系统,由系统汇集并加以处理重新返回到客户界面。
在互联网正发展的如火如荼的时候,人手一部的手机,可以说几乎囊括了人类的各种需求。
无论是学习、办公、车载导航还是AI、视频、拍照等可以说包罗万象,应有尽有。
曾经有一句广告语说过:沟通无极限。
当各种芯片正在快速改变我们生活的时候,这个世界也在悄然发生着变化。人类的活动范围越来越大,沟通越来越频,信息量越来越大,几乎形成了一个硕大的“地球村”。
然而芯片也并非凭空出现,它的发展也经历了漫长曲折的历程,光生产芯片的光刻机迄今为止就没有几家企业能够生产。
芯片制造者——光刻机
工业革命爆发之后,现代物理学为整个世界的发展指明了方向。随着战后大量物理人才的引进,美国迅速成为了世界上综合国力最强大的国家。
在贝尔实验室研发的计算机里,晶体管、电子管、集成电路以及大规模集成电路先后成了时代的主角。
与此同时,集成电路板上基本单元(芯片)的生产机器——光刻机也跟着诞生了。
之所以要用光来设计芯片中的组织结构,主要是科学家们看中了激光的聚焦性。
而想要灵活的运用激光,除了要用计算机编写好设计程序,就要用合适的材料打造芯片和光刻机的零件,而这几样又分别能够拓展出许多其他子项目来。
因此,无论是基础理论还是设计工艺甚至各种专利,缺一不可。
也正是这样的原因,类似俄罗斯这样的世界大国至今也被排斥在外,至于那些还不如俄罗斯的国家更是想都别想。
基于上述的原因,我国中科院的一位副院长沮丧着说,如果世界上最强大的美国都造不出光刻机的话,我们中国就更不可能了。
可事实上到底是怎么样的呢?
中国的光刻机发展史
尽管这种芯片的运算能力我们尚不可知,但是从目前抖音上、市面上疯狂的回收旧手机、旧相机里面的进口芯片可以看出,我国的光刻机依然世界顶级水平有着相当大的差距。
这种差距并非一朝一夕能够赶上,而是需要机遇和不间断的实验积累才能获得。
上个世纪70年代初,当国外的市场上已经流行半导体集成电路收音机的时候,我国的绝大多数地区却依然还在使用着从苏联,甚至从旧社会遗留下来的电子管和晶体管收音机。
不过当改革的春风吹向华夏大地的时候,急切发展的中国人很快就感受到了来自外来世界的先进电器。
为了快速发展,我国一方面花大价钱从国外进口成品和芯片零件,甚至主动拉拢国外企业在我国内地兴建代加工厂,用外国的光刻机在本国生产;另一方面我国还要从零开始,一点一滴的从最初做起,根本无法打破对方的技术垄断。
这就造成了我国早期的芯片生产,无论是质量还是性能都远不如对方。
毕竟美国从接触式光刻机到EUV光刻机的研发都花了数十年,投入的资金甚至能够买下数艘航空母舰。
而我国既没有可供研发新一代光刻机的财力,也缺乏足够的科研人员和成熟的科研体系,只能缓步推进。
打破西方垄断的中国光刻机
很多70后、80后都会有这么一种经历,那就是在小时候很多人在挑选随身听的时候都会首选来索尼、松下等国外品牌的。
一方面这些国外品牌的随身听体积比较小,方便人们随身携带;另一方面国外的随身听提供的音质会更好一些。
这些问题从侧面暴露出我国早期的光刻技术与国外的差距,也反映出一个小小的芯片就足以让我国丧失多大的国内市场。
这是因为当时的随身听里面的芯片是EUV光刻机生产的,而我国才刚刚从接触式光刻机升级为投影式光刻机。
即便在同一种程序下,使用不同种的光刻机,生产出来的芯片精度和合格率也不一样。
在世界追求更小、更快、更精的趋势下,我国自然败在了技术落差当中。
当美国的英伟达、荷兰的ASML在收割全球的时候,人们也忍不住呼吁新的厂家来分厅抗争。
21世纪到来之后,互联网技术成为了时代的主流,人们几乎每一天都能感受到来自周边的变化。
尽管中国曾经错过了许多机遇,但是在国家的支持下,一大批科技型企业拔地而起,华为、中兴等纷纷递交出自己的答卷。
当我们已经习惯了拿着国产手机和电脑享受生活的时候,是否发现我国早已悄然研发出了新一代的光刻机。
在这些光刻机的运作下,我国的芯片也会向生产香肠那样走进世界的每一个角落,为这个不停转动的地球再加把力。