EUV光刻机难还是原子弹难?

问这个问题的基本上是对EUV光刻机不太了解的人,至于光刻机制造难度更难,还是原子弹制造更难,我们通过对比简单的数据就知道。

把核武器小型化,这个也并不是太难,通过反复计算与实验都可以不断的把核弹头改小,让它具备可携带作战性。

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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。

在这里说一些下,选择用极紫外光来光刻,看中的只是它的波长短,只有13.5nm,而波长越短的光线在通过比它波长还小的细孔时,发生衍射率就越低,衍射率低则意味着通过两个距离很小的小孔,那么它们的光线不容易发生重叠,如此一来就得到较为清晰的微缩图像,从而提高光刻图形的精准度。

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。

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;

  • 综上所述,原子弹更难,而EUV光刻机显然更简单一些,而且我们已经研发出来了193纳米的DUV光刻机,未来只要我们加大研发力度,更加重视,那么可能很快我们就能够拥有自己的EUV光刻机产品了。

    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!

    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)。

    一台EUV光刻机高达10万配件,这10万多个配件集结了世界上最顶尖的科学技术而且没有之一,这不是如打飞机和航母只要,举一国之力就可以独立完成的。光刻机只是生产工具,就像以前的光盘刻录机一样用来刻录光盘,而EUV只是用来生产芯片。光刻机只是制造芯片中的一个环节,需要上下游产业链的支持。

    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。

    那么回到问题上,为什么说EUV比原子弹还难?

    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”。

    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。

    封锁吧封锁,封锁个三五年,中国的人间奇迹就会出现。原子弹氢弹导弹如此,高铁如此,北斗卫星如此,芯片亦如此。

    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。

    光刻机制造则完全不一样,目前一台高端光客机有几万甚至上10万个零部件构成,这些零部件都是行业内最顶尖的技术,一个零部件都需要经过反反复复的打磨,才符合高端光科技的要求。

    工业基础助力。我国之所以没有群策群力发展光刻机,其中依赖怕难的思想占主导地位,和造船不如买船的观念一样,只是没有下定决心而已。如今,美帝原形毕露,青面獠牙掐脖子,方知芯片问题已经到了危机时刻。以现有的工业基础来看,攻坚克难没有问题,5年大见成效。

    如果说制造原子弹的技术难点只有两个,那么制造EUV光刻机的技术难点起码有一百个。攻克一百个技术难点付出的成本肯定比只攻克两个技术难点的成本要高。

    记住哦,是一秒5万滴,所以他们要研发一个每秒钟滴5滴锡滴出来的装置,并且每滴锡滴的大小以及运行轨迹,还有落下的时间的间隔不能有太大的偏差,不然激光就会打不中锡滴。

    很显然,从技术难度来讲,EUV光刻机(特别是顶级的)制造难度比原子弹要大一些。但是这并不是说原子弹很容易造,二者都分别涉及一个庞大的产业链及跨行业科学技术,都是难度很高的。

    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。

    250W是光敏材料对光源能量的要求,如果光源能量达不到250W,那么光刻效率就低,甚至无法光刻,因为涂在硅元上的光敏胶需要一定的温度才会发生化学反应,所以单制造出极紫外光是没用的,温度达不到就不会有太大的光刻效果。

    阿斯麦公司为了保证光源充足,他们的激光每秒要击打5万滴锡滴。

    研发、制造EUV光刻机涉及的核心技术主要有以下这些:

    1. 激光产生设备;
    2. 透镜模组设计与制造;
    3. 高精度晶振电机的设计与制造;
    4. 激光能量和运动路线的超高精确控制;
    5. 加工环境高洁净度保持;
    6. 相应配套控制软件、硬件等。

    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。

    原子弹的制造其实不需要复杂的工程,需要使用到的产业链和配件并不是很多,原子弹制造最难的一个环节就是铀浓缩,只要把铀浓缩提炼出来了,那么原子弹制造就水到渠成了。

    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。

    但在一些核心零部件上,目前西方国家一直对我国进行技术封锁,这也是为什么我国十几年来光刻机研发进度非常缓慢的一个重要原因,因为我们所有核心零部件都需要自己一步一步的从0开始研发,所以难度是非常大的。

    也许有的人会说,激光转化率虽然低,但是也是可以转化的,换大功率的激光不就解决了?

    至于阿斯麦公司的极紫外光的能量转化率有没有超过5%,我也不知道,因为这个属于商业机会,他们也没有公布。

    这里面单是镜头和光源就是让人头疼的一件事情,比如德国蔡司提供的镜头技术难度到底有多大呢?我们举一个很简单的例子,如果把一个小小的镜头比作整个德国的国土面积,那么最高凸起的地方不能超过一厘米,大家自己想象一下这个要求到底有多高。

    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。

    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。

    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。

    比如asml的光源来自于美国企业,镜头来自于德国的蔡司,光罩来自中国台湾等等。

    制作全新的反射镜,意味着开发成本和难度上升一个等级。

    第三、解决光的输送问题

    总之,原子弹只要你掌握了制造原理,并把铀浓缩提炼出来之后就可以制造出来,但是光刻机即便把所有的零部件放在你面前,让你自己组装,你也未必能够生产出合格的EUV光刻机,这就是原子弹跟光刻机制造的区别。

    制造高浓度的浓缩铀并不难,最原始的方法就是使用离心机制造,这种方法的缺点时效率太低,需要花大量的时间才能生产出足够多的浓缩铀,但是这个只是花费时间而已,并不是不能制造。

    另外日本、德国也具备制造原子弹的实力,只是他们不允许制造而已,还有包括伊朗,朝鲜,巴西,南非这些国家也具有制造原子弹的潜力。

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    本期导读:EUV光刻机难还是原子弹难?

    由此可见,光刻机的技术要求是非常高的,也正因为如此,目前全球没有任何一个国家能够单独生产出高端光刻机,即便荷兰ASML垄断了全球7nmEUV光刻机,但是他们90%以上的零部件都是依赖于从美国,德国,日本,中国台湾,韩国等一些国家或地区进口。

    而极紫外光的能量由击打锡滴激光所携带的能量转化而已,但是转化率非常低,普遍只有3%左右,想提高这个能量转化率非常困难,目前全球各国通过各种手段获得的最大能量转化率也没有超过5%的。

    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 。

  • 第五、恒温与防震动

    而且目前已经造出原子弹的这些国家当中,大多数国家都是在上世纪70年代之前造出来的,比如美国在1945年就已经造出来,俄罗斯在1949年就造出来,中国在1964年造出来,即便最晚的印度在1974年也造出来了。

    但是还是那句话,任何物质都可以吸收极紫外光,就算用了反射原理它自然不可避难的被吸收,荷兰阿斯兰EUV光刻机的紫外光在传送过程中有98%都被吸收,最后用于光刻机的只有2%。

    由于电子运动接近光速飞行,而发出来的光又以光速飞行,由于电子与它发出的光在速度上基本是同步的,而电子在飞行中又不断的发光,这时候电子发出的光线在它周围不断的重叠,当光线重叠到饱和时就会发出极紫外光。

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    所以EUV光刻机的第一个难点就是250W的光源不好制造。

    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?

    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。

    芯片的工艺既然是纳米,那么光刻机的各种机械同步运动的误差是要求控制在几nm的范围之内的。

    话题有点远了,扯回来。

    LPP光源要复杂一些,是将锡或锑的小液滴滴到激光上发光。

    从理论上讲,再先进的光刻机,只要给世界各国足够多的时间去摸索,同样也能制造出来,但是制造EUV光刻的难度与制造原子弹的难度是不一样的,原因是光刻属于高精密机械,每一个部位都属于一个技术难点,由此制造光刻的技术难点远比制造原子弹的多。

    一种是滤光材料,由于阿斯麦光刻机的目标只制造更小工艺的芯片,所以要保证所有用于光刻的光线都是13.5nm的,由此他们得制造只允许13.5nm光线通过的光密介质,而这种光密介质要把其他所有波长的光线都拦下来。

    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:

    由此可见,目前很多国家都已经掌握了原子弹的制造技术,只是迫于国际压力,他们不敢明目张胆的制造出原子弹而已,因为原子弹的制造会受到国际的制裁。

    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。

    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。

    除了以上内容已之外,还有除尘问题,以及制造更大口径的蔡司镜头等等,每一样都是一个技术要点,而且解决这些技术要点都没有任何捷径,只要依靠基础科技一步步的突破完成。

    制造原子弹仅有决心是不行的,没有技术是造不出啦的;造EUV光刻机技术不是决定因素,决心最重要。

    一颗原子弹难就难在浓缩铀的提纯上,只要有了高纯度的浓缩铀,把原子弹制造出来其实并不难,所以制造原子弹的关键就是攻克浓缩铀的提纯技术。

    我可以负责人的告诉你,EUV光刻机比原子弹难太多了,美国的原子弹都不知道发展多少代了,但美国依然造不出EUV光刻机。

    另一种是反光镜的制造,他们要制造尽量少吸收或者不吸收极紫外光的材料。

    所以相比要在一个小拇指指甲盖大小的方寸之地集成几十亿的集体管,在这样一个微观世界里雕刻所用的技术和一颗原子弹只要使用简单的机床就可以加工出来的技术难度不可同日而语。

    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。

    在最先进的EUV光刻机中,激光是激光,极紫外光是极紫外光。

    在攻克EUV技术的路上,坑一个接着一个。

    二者一个最大的差别在于,原子弹及战略武器的研发、制造可以不计成本的投入,但是EUV光刻机却必须考虑到工业生产的经济性。

    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。

    记住这里的关键词“250W”。

    如果算上这些综合性载具涉及的技术,整体上可就比光刻机难度高了。就一个战略核潜艇,其设计、制造难度肯定就不亚于光刻机。

    此外,因为7纳米以上光刻机技术难度更大,目前日本的尼康和佳能已经放弃了高端光刻机的研究,只保留中低端的光刻机。

    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%。

    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。

    除此之外,由于极紫外光制造室内温度非常高,所以采光镜一定是要耐高温的,如果不耐高温,在如此恶劣的环境下。用不了多久它们就会发生变形或者毁坏,导致无法采光。

    大部分老师的观点是:世界上能制造原子弹的有7-8个国家,而EUV光刻机只有荷兰能造,然后从光源等多方面论述,得出了光刻机比原子弹难造的谬论。

    一纳米是多长?跟人指甲一秒钟长的长度差不多。

    而目前全球最高端的EUV光刻机只有一个国家拥有,那就是荷兰的ASML,就连日本拥有尼康、佳能这样的顶尖巨头也造不出7纳米以上的EUV光刻机,所以目前全球的7纳米EUV光刻机基本上被荷兰的ASML一个企业垄断。

    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。

    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)。

    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:

    • 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。

      这款28纳米光刻机,应该是193nm duv,也就是采用了193nm光源的光刻机。而台积电前两年生产第一代7nm芯片是采用的使用的就是193nm光源的光刻机,而之前上海微电子生产的90nm光刻机使用的是365nm的光源,还有上海微电子最近10年的研发费用只有区区6亿元人民币,还没有一台光刻机的价格贵,这就能搞出来193纳米光源的DUV光刻机可能也算是非常牛了。

      由此制造极紫外光并不困难,很多国家都能制造出来,但是要制造250W的极紫外光就很困难。

      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。

      极紫外光是由激光击打锡滴,锡滴被电离后,电子脱离原子核以接近光速的速度在磁场中飞行发出。

      在这样的情况下,我国EUV光刻机如果加大重视力度,开始集中人力物力提速研究开发,那么我国有可能很快就能够拥有EUV光刻机的技术,就能够在未来的几年内生产出来先进的EUV光刻机产品。

      我想问问老师们:你们知道原子弹的制造原理吗,制造难点在哪里吗?原子弹是大规模杀伤性武器,原理很简单,但是研造技术难度大。首先要有核材料,也就是铀235,铀235储量少,开采难度大,没有先进的技术水平很难获得铀235;其次是离心机,而且是上万台串联的不停工作;再者,必须拥有庞大的军工系统;还需要有尖端的物理学家,巨额资金投入,缺一不可。

      单制造出250W的光线,还是不行的,要保证光刻机的商用性,还要解决大量的问题。

      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。

      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%。

      EUV光刻机特别是高端光刻机真的比造原子弹还要难,目前世界上能造原子弹的国家有8家美国,俄罗斯,英国,法国,中国,印度,巴基斯坦,朝鲜。但是高端的EUV光刻机现在只有荷兰的ASML公司可以制造。

      在这里说一下,阿斯麦公司对每一滴锡滴都击打两次的,也就是每皮秒一次,以此提高能量的转化率。

      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)。

      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. 那么问题来,极紫外光的能量来自哪里?

        本来不想回答这个问题,但是看了大部分老师们的“EUV光刻机比原子弹”还难造的言论,我还是忍不住了来回答这个问题。

        就拿EUV光刻机的光源来说

        EUV就是极紫外光的缩写

        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。

        也正因为EUA光刻机技术难度就太大,所以目前真正掌握EUV光刻机技术的国家只有荷兰一个,其他国家即便有精力有资金投入,短期之内也不可能研究出来。

        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。

        原子弹显然是更难一些,原来我们搞原子弹的时候,面临着技术封锁以及物资等各方面的封锁,而且当时世界上也就是极少数国家有这个原子弹技术。但是当时的情况下,搞出来原子弹,就意味着国家拥有了威慑力量,就意味着没有人胆敢再去轻易惹你,于是在当时非常困难的条件下,我们开始举全国之力来搞原子弹,最终历经数年搞出来了原子弹,并且搞出来了氢弹,而且导弹技术也是获得了快速的突破,拥有了洲际弹道导弹技术,拥有了更强的威慑力量。显然在当时的条件下,搞出来原子弹是更难一些的。

        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。

        所以为了尽量的消除机械运动误差,听说阿斯麦公司使用的空气轴承,并且还专门研发了相对应的计算软件。

        刺激人心的时刻到了。

        制造极紫外光并不困难,因为电子在磁场中接近光速飞行就会发光。

        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。

        天下月亮一个样。有的人把光刻机吹得神乎其神,大言不惭的说,只有西方极少数国家能够掌握,中国,不行!此话使我想起建国初期上马原子弹过程中,西方冷嘲热讽说中国这个工业基础,想搞原子弹?50年都造不出来,结果呢?!

        核武器只是大规模杀伤性武器,又不是精密的武器,所以不要把制造核武器想象的太难,只要全世界不禁止核武器,那么世界上任何国家通过一段时间的摸索,都可以造出来。


        在这里要引用知一个时间单位,叫皮秒,一皮秒等10万分之一秒。

        击打锡滴,会有大量的锡滴阿残渣,为了防止锡滴残渣污染采光镜,让采光效果下降,所以还要做一个磁场,让所有的锡滴残渣在磁场力的牵引下落入收集容器中,避难采光镜被污染。

        EUV光刻机是高端精密机械,制造难度固然很大,但是除中国外可以花钱买来直接用,没必要费那么大劲搞研造;原子弹你能买来吗?有人卖给你吗?

        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。

        第二解决采用镜工作寿命的问题

        而过去十几年,我国在光刻机研究方面也投入了大量的资金和精力,但是长期以来我国已经量产的光刻机也只不过是90纳米,虽然目前我国28纳米光刻机已经取得技术上的突破,但要真正实现量产也需要等到2021年,或者2022年。

        通过简单的对比之后,我们就可以发现EUV光刻机的制造难度,要远远比原子弹制造难度更大。

        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。

        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。

        在这里首先要说明的是,美国不是不想造EUV光刻机,而是美国自己也造不出来,1997美国政府还专门组织了世界上的科技大公司以及美国三大实验室,花了6年时间来证明使用EUV光刻的可行性。当时美国害怕这些科学技术被外国公司掌握,不允许日本的尼康与荷兰的阿斯麦参加,后来阿斯麦求天求地,对美国许下大量承诺后才被允许进入里面做打杂的小弟弟。

        原子弹本身的科学原理相对简单,其制造主要问题在于绝对安全、可控的保障。但是原子弹要发挥作用,其投射还需要战略导弹、战略核潜艇或是战略轰炸机,只有原子弹而没有三位一体的载具,原子弹是难以发挥威慑或是打击作用的。

        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。

        而光刻机的诞生是伴随着半导体产业的发展而诞生的,在上世纪60年代的时候,光刻机已经开始出现,但当时真正具备制造光刻机实力的也只有几个国家,分别是美国,日本,中国,德国等少数国家,但这些国家制造出来的光刻机技术都相对比较。

        原子弹是超级武器,是确保国家安全的最有效威慑手段,只要你拥有了核武器,也意味着国家进了保险箱,无核国家不敢轻易招惹你,有核国家也忌惮你。拥有核武器就成为各个国家的追求的目标,不管难度有多大,都会举全国之力研发、制造原子弹。

        但是原子弹就不同了,是代表一个国家武器水平的国之重器,是可以靠不计成本举全国之力来进行制造生产的,并且制造原子弹的技术早在1964年就被中国的科技工作者通过简单的车床和自己制造的相关设备,在失去苏联原子弹技术专家的情况下,秘密的被研发了出来。

        极紫外光的能量来自于激光所携带的能量转化。

        还是原子弹难!EUV光刻机相对简单!

        为了制造出更高能量的极紫外光,人类几十年如一日的在奋斗,到目前为止也只有荷兰阿斯兰公司实现了这个目标。

        理论上的确是可以通过换大功率的激光来解决这个问题,但是首先你得把大功率的激光研发出来,而且还要把激光的光束压缩成nm大小,不然你就无法击打锡滴。

        比如之前美国一个工程师曾经说过,为了打造光刻机上的一个零部件,他反反复复打磨了10年时间。

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

      2. 第四、解决机械运动误差的问候

        现在对我们来说,想搞出来EUV光刻机可能也不算太困难的事情,我国工业体系非常完善,是全球拥有最完善制造业体系的国家。而且我国在历史上也有光刻机的研发,而且我国有几个研究所已经对EUV光刻机做了很多年的研究和技术储备,再加上我国上海微电子已经研制出来了28纳米光刻机,可能会在明年或者后年交货。

        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。

        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。

        制造原子弹只要有高浓度的浓缩铀,然后按照核反应原理进行装置就可以了。原子弹技术其实只有两个难点,一个是制造高浓度浓缩铀,一个是把核武器小型化。

        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;

      3. 无论哪一种光源,都面临一个问题,转换效率太低了。

        由于极紫外光属于软光,它可以被任何物质吸收,所以它只能在真空中传输,而且还只能使用反射原理来传送光线。

        所以说极紫外光并不难制造,难制造的是光源能量达到250W的极紫外光。

        由于芯片工艺制程越来越小,所以要防止机器因为受外界震动而产生各种误差问题,由此在里面有防震动设置,而最好的防震动设置就是磁悬浮。

        当然了,阿斯麦虽然在里面只是做小弟,但他却能分享里面的所以科研成功,这让阿斯麦公司获得了EUV(极紫光线)开发利用的技术的积累,为后面研发成功打下基础。


        就算我国28纳米光刻机生产出来了,但是跟荷兰asm7纳米光刻机的差距仍然是非常大的,所以短期之内我国想要制造出7纳米以上的高端高光刻机难度很大。

        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。

        中当前制造的极紫外光最高也只有150w,要达到250W有着相当大的距离。

        在欧洲,超过35个独立国家、大约110个研究单位,参与EUVL研究;

      4. 由此制造EUV光刻机不是那么容易的,比制造原子弹难多了。

        大功率的激光也是高难度的科研项目,如果能制造大功率的激光的话,人类早就把所有的武器弹药扔掉了,改用激光武器。

        由于紫外光在传输过程中大量的光被吸收,这时候会导致机械内部温度升高,如何让光刻机处于恒温状态是一个需要解决的问题,在这里你们玩注意一点,任何材料都会产生热胀冷缩的,如果不处理好温度问题,那么光刻机的精准度也会受到影响的。

        第一、光源供应问题

        有多低?

        说白了,使用极紫外光看重的只是它的波长短,可以获得更小更清晰的图像,但是光刻是需要一定能量的。

        毕竟EUV光刻机所需要的几万个零部件,短期之内某一个国家不可能完全生产出来的,它需要多个国家多个企业共同努力,共同合作,才能打造出高精尖的光刻机。

        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%。

        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。

        因此,从现在我国光刻机的研发情况来看,我们的差距可能并没有想象中那么大,也没有某些人说的那么大,而且对于我国非常有利的还有市场规模。根据海关统计,我国2019年半导体进口金额达到了3040亿美元,折合人民币达到了2.1万亿元的规模,这么大的规模,其中大部分都是能够采用国产193纳米DUV光刻机进行制造的。

        目前全球能制造出原子弹的国家并不少,已经部署原子弹的总共有8个国家,分别是美国,俄罗斯,中国,英国,法国,以色列,巴基斯坦以及印度。

        综上所述,老师们你们还认为原子弹容易造吗?欢迎讨论???

        这两种材料制造,都需要大量的经过大量反反复复的实验才制造出来。

        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。

        EUV光刻机确实很难,现在世界上也只有荷兰ASML公司能够制造出来这样的光刻机。但是对于我们来说,在EUV光刻机上已经有一些技术储备,现在可能只需要动用几个研究所加上大学加上光刻机厂家就足够了,可能短则两三年,长则五六年就能够获得突破,成功制造出来EUV光刻机。

        你们不要小看极紫外光,他是作用很多的,并且在医学治疗上用途是很广的,具有非常高的商业价值。所以全球光源制造公司一直都在这方面持续投入研发,但是却迟迟无法提升极紫外光的光源能量。

        而且制造核武器起码有爱因斯坦提供的理论去指导,而制造光刻机则没有相对要善的科技理论去指导,由此

        在这里还涉及到其他两种材料的开发:

        原子弹拆后再装上,根本不影响使用。

        我们换个方面去理解就能明白了。

        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。

        世上无难事,只要肯攀登。

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    深圳问答知识社区 » EUV光刻机难还是原子弹难?

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