比原子弹还稀有,全世界仅有两个国家掌握,高端光刻机究竟有多难

有人说造原子弹难,但在高端光刻机面前,原子弹的工程复杂度只能算弟弟。目前全球能造氢弹的国家有五个,但能造EUV光刻机的公司,只有一家。

这不是工业皇冠上的明珠,这是工业皇冠本身。哪怕阿斯麦(ASML)停产,图纸公开,也没有第二个国家能立刻复刻出来。

这不是机器,这是物理学的“叹息之墙”

如果你以为光刻机只是一台“精密的照相机”,那你就彻底低估了人类工程学的极限。

一台顶尖的EUV光刻机,重达180吨,内部甚至需要真空环境。它不是由几百个零件组成的,而是整整10万个零部件。

这10万个零件,每一个都代表着该领域的“世界第一”。

阿斯麦一年的产量,拼了老命也只有20台左右。这不是他们不想赚钱,是真造不出来更多。

最变态的地方在于光源。

传统的激光器根本不管用,EUV光刻机需要的是波长极短的13.5纳米极紫外光。这种光在自然界中极难获取,极其容易被空气吸收。

为了得到这束光,工程师们想出了一个极其疯狂的办法:用功率20千瓦的激光,以每秒5万次的频率,去轰击这滴直径只有20微米的液态锡珠。

每秒5万次,枪枪爆头。

把锡滴轰成等离子体,才能激发出那一瞬间的极紫外光。这还不够,光产生后还得经过一套复杂的反射投影系统。

这套系统里的镜头,不是普通的玻璃,而是由德国卡尔蔡司提供的顶级反射镜。

这就好比要把德国整个国土面积磨平,平整度误差不能超过一根头发丝。20多块锅底大的镜片串联在一起,任何一块的抛光工艺都必须达到物理极限。

所谓的“差之毫厘,失之千里”,在这里不是修辞,是事故报告。

更别提还要在真空环境下操作,因为极紫外光太娇气,空气稍微脏一点、有一点杂质,能量就被吸收光了。

阿斯麦的无尘车间,洁净度比外面的空气干净上万倍。这根本不是在造机器,这是在雕刻物理规则。

所以有人打比方,研制EUV光刻机的难度,堪比当年研制原子弹。

这话说得一点都不过分。原子弹只要炸响了就行,光刻机却要连续几十年、每秒几亿次地精准运行,不出一点差错。

这也就是为什么,直到今天,世界上还没有任何一个国家——包括美国自己——能独立造出一台EUV光刻机。

阿斯麦看着风光无限,垄断全球,利润惊人。但实际上,它不过是一个高级的“组装厂”。

它只掌握了核心技术的10%,剩下的90%,全部来自欧美日韩的顶级供应链。

光源是美国的,镜头是德国的,材料是日本的,轴承是瑞典的。这是一场西方工业文明的“全明星赛”,中国要想突围,面对的不是一家公司,而是一整个体系。

一场精心策划的“技术谋杀案”

现在回到标题里的那个问题:为什么最好的光刻机来自荷兰,而不是美国?

美国人傻吗?当然不。美国人是太精了。

早在上世纪60年代,光刻机还是美国人的天下。那会儿技术简单,英特尔甚至拆了摄像机镜头就能用。

PerkinElmer和GCA这些美国公司,曾是这个领域的霸主。

但到了80年代,日本人来了。尼康靠着做相机的底子,硬生生从美国人嘴里抢下了肉。

尼康的崛起速度快得惊人,短短几年就把美国昔日的王者拉下马,拿下了三成市场份额。到了90年代,日本半导体产业直接登顶全球第一,把美国都踩在了脚下。

美国人慌了。他们玩不起技术,就开始玩政治。

1997年,为了搞定下一代EUV技术,英特尔牵头搞了个“EUVLLC”联盟。

这个联盟的名单吓死人:美国能源部、摩托罗拉、IBM,甚至还有造核武器的劳伦斯利弗莫尔国家实验室。

美国把压箱底的物理、化学、超算技术全都拿了出来。但问题来了,让谁来造机器?

当时的尼康技术最强,但美国人直接把门关上了。为什么?因为尼康是日本公司。

八九十年代,日本半导体压得美国喘不过气,美国政府绝不允许这种核心技术再落到日本人手里。

于是,还在给飞利浦打工的小弟——阿斯麦(ASML)入场了。

阿斯麦很听话,立刻同意在美国建厂,保证55%的零部件从美国采购,还要接受美国定期审查。

这就是投名状。美国人一看,这小弟懂事,不仅没有反垄断的风险(阿斯麦在荷兰,美国法律管不着拆分),还能被美国资本牢牢控制。

于是,美国把EUV技术拱手送给了阿斯麦,把曾经的盟友尼康踢进了历史的垃圾堆。

尼康也不是没挣扎过。当年为了突破193nm波长的限制,林本坚搞出了“浸润式光刻”。

尼康那一帮老古董,守着干式技术不放,对林本坚的方案嗤之以鼻。

反倒是阿斯麦,光脚的不怕穿鞋的,赌上了全部身家押注浸润式技术。结果一年时间,样机就出来了,直接抢走了IBM和台积电的订单。

这一仗,尼康输得底裤都没了。

等到EUV时代,英特尔、三星、台积电三大巨头联手给阿斯麦砸钱,每家出资十几亿欧元,结成了铁桶一般的利益共同体。

2015年,第一台量产EUV样机问世,阿斯麦彻底封神,EUV光刻机成了比印钞机还值钱的“印钱许可证”。

而尼康呢?在美国的封锁和盟友的背叛下,彻底掉队,连车尾灯都看不见了。

这哪是什么商业竞争?这就是一场赤裸裸的地缘政治绞杀。

最好的光刻机必须来自荷兰,因为美国需要一条听话的狗,而不是一头可能反噬的狼。

中国突围,不只是为了造机器

美国人算盘打得很精:只要控制了光源和供应链,就能卡死所有人的脖子。

他们禁止荷兰出口光刻机给中国,理由冠冕堂皇,但根源早在1997年那个联盟成立时就埋下了。

但他们忘了一件事:封锁,往往是逼出强者的催化剂。

看看我们现在的处境。7nm、5nm的芯片工艺,全指望那几台机器。

虽然阿斯麦垄断了高端市场,但中国并不是毫无还手之力。

哪怕是在示波器这种细分领域,国产的“万里眼”都已经做到了90GHz带宽,打破了欧美几十年的垄断。

这说明什么?说明核心技术是可以突破的,只要你肯砸钱、砸人、砸时间。

现在的光刻机产业链上,中国企业正在一个个点位上“拔钉子”。

光源方面,科益虹源已经搞出了准分子激光器;镜头方面,国望光学和长春光机所正在死磕光学系统。

双工作台有华卓精科,浸液系统有启尔机电。甚至在涂胶显影、光刻胶这些配套领域,国内企业也都在疯狂补课。

虽然我们现在的水平,可能还停留在28nm甚至90nm的阶段。

但不要忘了,原子弹我们也是从无到有造出来的。

光刻机再难,它也就是个物理设备,只要它遵循物理规律,就不存在绝对的“不可战胜”。

美国人想用“EUV联盟”把中国锁死在低端制造的笼子里。他们以为只要切断了供应链,中国就会投降。

可历史无数次证明,凡是西方封锁最严的领域,最后往往是中国突破最彻底的领域。

西方用了半个世纪,集结了全球最顶尖的资源才造出了EUV。我们想用几年时间追上,这本身就是一场史无前例的急行军。

今天的中国光刻机产业,背后站着的是一个完整的工业体系和十四亿人的意志。

这场突围战,才刚刚开始。

参考资料:

光刻机的技术难度在哪里?有钱都难买,ASML:给你们图纸也不行.腾讯云

台光刻机能造多少芯片?为何一直被荷兰型断,技术难度堪比登天.2020-05-22

极紫外光刻机研制究竟有多难?至今世界上还没有一个国家能独立研制.中国军网2020-10-30

光刻技术,走下"神坛"维科号2025-06-25

一文揭秘为什么最好的光刻机来自荷兰而不是美国.维科网2021-03-11

光刻机产业美日荷企业竞争优势的迭代变迁与大国博奔_巫云仙-知网

光刻机还要等多久国产示波器打破西方断_电脑报记者_张毅张书琛吴新_黎坤-知网

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更新时间:2026-01-27

标签:科技   光刻   原子弹   稀有   全世界   国家   美国   三星   尼康   美国人   荷兰   中国   技术   日本

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