原子彈上個世紀就有了吧。而且剛成立的新中國說搞原子彈就搞原子彈，如今二十一世紀都走完兩個十年了，中國早今非昔比，如果不是難度上的區別難道是華人失去了研發決心？

因為極紫外光（EUV）極難處理

EUV非常脆弱，很容易被任何種類的物質吸收。即使是少量的空氣，也阻礙了其傳輸。結果，整個光刻必須在高真空下進行，這是前所未有的。

光學系統也需要重新設計。由於EUV被任何材料強烈吸收，因此不能使用折射透鏡，而可以使用反射透鏡。不幸的是，也沒有好的EUV反射器。甚至多層的布拉格反射器也吸收大約30％的EUV光。儘管聽起來並不多，但應記住，EUV光束需要由一打這樣的鏡子聚焦（例如SLR相機的大鏡頭）。到EUV光束撞擊晶圓時，其衰減了99％。如果接收到的功率太低，則需要更長的曝光時間，這將嚴重限制吞吐量。

當啟動EUV計劃時，市場上沒有合適的EUV光源（大型同步加速器設施除外）。我們不能使用氣體放電燈來產生EUV，因為它們吸收的功率多於發射的功率。Cymer（EUV光源的製造商）提出了一種使用錫等離子體的非常規解決方案。熔融的錫以細小的液滴（直徑為30μm）滴落。當液滴到達反射鏡的焦點時，強大的CO2鐳射脈衝撞擊液滴，將其轉變為高溫等離子體。錫離子（Sn8 +，Sn12 +）迅速冷卻並與電子複合，從而發射EUV光子。由於EUV光是從一個很小的點發出的，因此這種設計可最大程度地減少介質對EUV光子的吸收。然而，儘管金屬離子在產生EUV燈方面非常出色，但它也帶來了一些維護問題。由於錫等離子體是在真空中產生的，因此為真空鍍膜創造了絕佳的環境，這會導致錫原子迅速沉積到高度拋光的鏡面上，從而隨著時間的流逝降低其反射率。結果，必須定期更換和清潔鏡子，這既費時又費錢。為了避免離子沉積，放置了兩個超導體線圈以產生強大的磁場，該磁場將金屬離子重定向到離子阱（因為帶電粒子沿著磁場線移動）。

因此，你可以瞭解為什麼EUV光刻在各個方面都變得更加複雜，這就是為什麼它研製如此困難且業界普及率低的原因。但是，隨著常規光刻技術發展瓶頸，EUV光刻技術將在下一代及以後的生產中發揮重要作用。

這種說法很大程度上也和原子彈是上世紀的國之重器,但到21世紀作為原子彈重要原材料提供核電站遍佈全球,而相關技術在國際上擴散非常大,北韓都能造出原子彈就可以看出當今世紀原子彈難度;而對於光刻機別說中國,在當今世紀就是美國和日本也沒有機會造出,接下來我們從光刻機三大核心之一的物鏡系統說起唯有我們也能造出媲美卡爾蔡司的光學鏡頭才有資格談光刻機的“逆向”突破,攝影圈的朋友們早已知曉答案,先進光學鏡頭及自動對焦仍不是我們的強項,而ASML也不是他一家公司造出,它的EUV光刻機是集成了當今世界各國的零部件提供組合而成,而中國因為西方世界技術封鎖原因也不可能獲得,所以對與中國來說,EUV光刻技術攻堅非常難,但是隻要拿出上世紀造原子彈的決心和信念以及資源,這是一定能攻克下來的,時間早晚問題.

紫外光刻機是靠改變光波來實現，加工的原件太精密，肉眼都有看不見的，只有在顯微鏡下才能發現，其靈敏度是比任部件都要救高，以微觀的型狀是不存的，而原子彈（除反應外）在物理結構上可以說是宏觀的東西，……所以更難。

劃重點：從最終僅一國勝出的結果看，EUV光刻技術研發難度超過了原子彈。2008 Sematech光刻論壇舉辦方讓專家們就當時的各種光刻技術的市場前景投票，結果EUV光刻技術獲得60%的認可，遠超其它光刻技術方案。這無疑為系統整合商ASML打了一針雞血。歐美和日韓發達國家，之所以擠破頭也要入局EUV光刻技術，主要是為了替本國的半導體產業搶購未來的車票。5月5日，中國最大的晶圓代工廠中芯國際宣佈迴歸A股，確定科創板上市，擬發行16.86億股份，募集的資金中，40%將投入14nm製程工藝專案。中芯國際迴歸A股，表明未來融資通道將更為順暢，可望緩解制程工藝提升路上的資金飢渴。但市場更關心的，是中芯國際何時能用上EUV光刻機？公司聯席CEO梁孟松曾明確表示，後續的5nm、3nm製程工藝，是必須要有EUV光刻機的。一個不可忽略的現實是，由於EUV光刻機目前無法實現中國產替代，已經成為未來中國產晶片製程工藝邁向國際領先水平的制約因素。問題來了，我們曾在一窮二白的條件下成功搞出“兩彈一星”，為何就不能搞定EUV光刻機？或者說，EUV光刻機的研發難度會超過原子彈？01、近40個國家加入EUV光刻技術研發戰團EUV光刻技術的研發始於20多年前，前後有近40個國家加入戰團，歐美髮達國家幾乎悉數入局。行動最早的是美國。早在1996年以前，美國即開始電子束和軟X射線光刻技術研究，不過並沒有商業目的，研究機構主要是國家實驗室、AT&T和相關大學。開啟騰訊新聞，看更多高畫質圖片1997年，美國科技巨頭們開始集體行動，英特爾聯合AMD、摩托羅拉、美光、Infineon和IBM成立EUV光刻技術研發聯盟。到1999年時，EUV光刻技術的基礎研究成為顯學。這一年，EUV光刻技術被國際半導體技術發展路線圖（ITRS）確定為下一代光刻首選技術，這就意味著，誰如果不參與到EUV光刻技術研發，誰就將在下一代晶片競賽中自動棄權。當時，全球晶片產業還是四分天下格局，美國鞏固了CPU等邏輯晶片的霸主地位，歐洲晶片正在衰落，期望抓住一根轉運的稻草，南韓和日本正為爭奪儲存晶片在市場大打出手，誰也不敢鬆口氣。於是，包括美國在內，歐洲、日本和南韓，個個擼起袖子，摩拳擦掌，都想要佔領EUV光刻技術這個未來制高點：1、在美國，參與EUV光刻技術研究的超過50個單位，包括國家實驗室、大學、科技公司等；2、歐洲下注最大，超過35個獨立國家、大約110個研究單位，參與到EUV光刻技術研究中；3、日本起了個大早，EUV光刻技術研究始於1998年，卻趕了個晚集，到2002年6月才成立EUV光刻技術系統研究協會，這或許和它儲存晶片產業衰落有關；4、南韓在工商能源部(MOCIE)的支援下開展EUV光刻技術研究， 主要參加單位有 KERI (南韓電子研究社)、漢陽大學、南韓國民大學、三星浦項（Samsung Postech）、首爾大學等。看起來賽道上熱熱鬧鬧，但要跑完全場並拿到冠軍並不容易，因為這是一個難度係數超級高的比賽專案。02、技術攻關路上，坑一個接著一個EUV光刻技術的複雜和高難度，可以說，貫穿了基礎研究、技術攻關和系統整合，真正的一條路難到底、沒有任何近路可抄。在EUV光刻技術攻關的路上，研究人員先後遇到光源、抗蝕劑和防護膜三大難題。更要命的是，過去的技術積累在這些難題面前很難派上用場，需要從零開始。僅在EUV光源問題上，就讓研究人員吃夠苦頭：1、幾乎所有物質都能強烈吸收EUV，所以曝光必須在真空中進行，原來採用193nm光源的浸液式光刻機的曝光系統完全用不上；2、擅長製作透鏡的蔡司的武功被廢，因為傳統透鏡折射光線的方案容易吸收EUV能量，使其衰減到無法用於光刻，所以蔡司之前積累的透鏡磨製技術被淘汰了，只能採用特殊鍍膜的反射鏡來改變和匯聚EUV，這就意味著開發成本和難度上升一個等級；當然，上述難題和EUV光源功率的提升相比，還算比較容易的。開啟騰訊新聞，看更多高畫質圖片EUV光源主要有兩種，一種是LPP(鐳射等離子體)光源，是將錫或銻等物質的小液滴滴到鐳射上，受激發出EUV輻射；另一種是DPP（放電等離子體）光源，給放電氣體加上高電壓，使氣體等離子化產生EUV輻射。但無論哪一種光源，都面臨一個問題，那就是轉換效率太低了。按規定，EUV光刻機要滿足商業化生產的要求，中心焦點處（IF）的EUV功率至少要達到115W，要大規模量產的話，EUV功率又必須提升到250W。注意，EUV功率不等於鐳射輸出（或DPP光源中的電極放電）功率，後者轉換成前者的效率很低。轉換效率是個大坑，搞不好的話，整個EUV光刻研究就會前功盡棄。2005年，Powerlase公司在採用LPP光源轉換EUV光源，鐳射輸出功率為3.6KW，在中心焦點處僅得到最低10W、最高20W的EUV輸出，即轉換效率在0.28—0.56%之間。按這個轉換效率計算，要達到115W的EUV功率（光刻機規模化生產的功率要求），鐳射輸出功率至少要達到41KW，如果按250W的商業化功率要求，鐳射輸出的功率至少要達到89.3KW。89.3KW的鐳射輸出功率，已經接近戰術鐳射武器100KW的指標，別說當時，就是現在也不容易搞定。2015年，洛克希德.馬丁公司用開發的雅典娜鐳射武器燒燬了一英里外的卡車，而“雅典娜”的鐳射輸出功率只有30KW。目前美軍驅逐艦上的鐳射炮也就是30KW輸出級別（下圖）。開啟騰訊新聞，看更多高畫質圖片而美軍計劃開發的是100KW級別鐳射炮，就是下圖中的那貨。開啟騰訊新聞，看更多高畫質圖片換句話說，在2005年，還根本無法為EUV光刻機量產41KW級別的鐳射源，可行的路子是提高能量轉換效率。4年之後即2009年，Cymer公司的EUV光源功率可以達到100W，接近商業化指標，同時一舉超越日本公司，成為ASML的光源模組供應商。正是由於EUV光刻技術研發難度超高，最終修成正果的也就美國這一脈，其他國家淪為陪跑。從這個角度看，EUV光刻技術研發難度確實超過原子彈。03、EUV光刻機市場容量一般？EUV光刻機現已進入批次生產階段，英特爾、臺積電和三星均收到機器。由於價格昂貴（每部售價大約1.25億美元）、技術含量極高（集人類目前最尖端的材料、精密機械和光電科技於一身），加之中國的EUV光刻機擁有量為零（臺積電除外），因此有關它的新聞往往牽動人的神經。加之全球就荷蘭ASML能製造EUV光刻機，難免會有人想，如此壟斷地位，ASML一定數錢數到手抽筋了吧。還真不敢這麼說。最大的問題是市場容量有限。目前，EUV光刻機的主要使用者是三星、英特爾和臺積電，最多加上中芯國際，一隻手都能數過來。客戶數量屈指可數，客戶的下單數量同樣不大。根據ASML的財報資料，2019年出貨26臺EUV光刻機，預計2020年出貨35臺。考慮到現在除臺積電外，EUV光刻機在其它晶片廠還處於試生產期，加上疫情拖累，樂觀估計2021年可能是EUV光刻機在三大廠大規模生產的時間節點。這種情況下，EUV光刻機的需求是否會爆單呢？也不會。按ASML給出的資料，一臺EUV光刻機每月能處理4.5萬片12英寸晶圓，再結合三星、臺積電和英特爾的產能需求估算，未來6年的EUV光刻機總需求量不超過600臺，每年需求量最多不超過100臺。這就產生另一個問題，有限的市場容量能否支撐EUV光刻技術的研發成本？答案是，很不樂觀。04、回報一般，為何還要上馬EUV光刻技術？按每臺EUV光刻機售價1.25億美元算，每年最多銷售100臺計算，ASML每年的EUV光刻機業務銷售額最多125億美元，合人民幣875億元左右。而20年來，EUV光刻技術的研發總費用（包括基礎研究、技術攻關和系統整合）早不止千億元人民幣了。實際上，EUV光刻技術的研發成本一直是個繞不開的話題，由於費用太高（至今沒有具體統計資料），在2008 Sematech光刻論壇舉行的小組討論會上，專家們開始認識到，應採用何種商業運作模式，以回收鉅額的先期研發投入，如何進行利益分配和成本控制，以及如何掃除光刻技術前進道路上的障礙。為驗證EUV光刻技術的前景，減少風險，論壇舉辦方讓專家們就當時的各種光刻技術的市場前景投票，結果EUV光刻技術獲得60%的認可，遠超其它光刻技術方案。這無疑為系統整合商ASML打了一針雞血。開啟騰訊新聞，看更多高畫質圖片從EUV光刻技術最後的競賽結果看，僅美國這一脈修成正果，其他30多個國家都在陪跑，最大的收益是融入英特爾和ASML主導的EUV光刻機產業鏈，可以說EUV光刻技術是投資回報一般的專案。既然如此，為何有近40個國家還要擠破頭入EUV光刻技術的局？答案是，EUV光刻技術可以拉動一國的半導體產業。193nm浸液式光刻技術的極限解析度是10nm（電晶體密度相當於臺積電的7nm），跳過這道鴻溝，就可以繼續推進摩爾定律，享受全球晶片市場的頭部收益，同時拉動一國的半導體產業升級。這就是歐美和日韓發達國家擠破頭也要入局的原因，押注EUV光刻技術，等於為本國的半導體產業搶購未來的車票。從最終的結果看，搶跑的美國成為最終的勝出者，好比搶到一等票，其它國家和地區雖然淪為陪跑，但憑藉各自的研發成果和技術實力，不同程度嵌入了EUV光刻機（EUV光刻技術的產物）的產業鏈條中，比如荷蘭的ASML成為EUV光刻機系統整合商，日本、南韓則在抗蝕劑、防護膜、掩膜等細分領域分得一席之地，相當於搶到了二三等票或站票。未入局的，則只能在車外觀望。可以說，在高科技的研發競爭中，拼的是投入和實力，沒有近路可抄，更沒有彎道超車。

這是兩種難度不同的技術，光刻機的精細化技術我們很難做到，不是靠集體力量或者什麼幹勁可以達到的。原子彈氫彈這個是可以依靠科技人員集中起來做到的，和技術的關係不大，目前中國大工程的能力是沒有問題，但是細小精尖的技術還有很大的努力空間。