如果说，制作手中智能机所需要的技术，甚至比登月还难，你相信吗？

这并不是危言耸听，近年来无论是华为还是小米，都曾因为手机芯片制造问题而推迟手机发布。

这一切的背后，都是因为芯片指制造的关键设备技术难以突破——光刻机。

荷兰ASML公司靠着光刻机躺着也能赚钱，连美国都造不出来。

中国一年狂砸800亿人民币，只为了不断突破光刻机的技术封锁。

这光刻机到底是个什么东西？为什么这么烧钱中国还要坚持研究？

什么是光刻机？

光刻机是半导体工业中最常用的设备之一，主要作用是将集成电路投射到硅片上，制作出人类最为精密的工业产品之一——芯片。

光刻机的工作原理和照片影印有些类似，需要适当的光源在光照后产生化学反应，使硅片上的光刻胶发生化学反应，从而形成需要的图案。

这一过程听上去简单，但实际操作非常复杂。

早期的光刻机使用紫外光，在科技不断发展的情况下，逐渐使用极紫外光。

区别在于，极紫外光的波长相比较而言更短，因此刻出来的图案更加精细。

但极紫外光的产生也非常难，需要通过高能激光对等离子体照射产生，且光源必须要保持稳定，否则将导致芯片报废。

现如今的芯片功能越来越强大，其主要原因就是芯片上面集成了数以万计的晶体管。

这些晶体管的布局，和彼此之间的连接，都需要光刻机完成。

光刻胶必须在特定的波长下才能够发生反应，从而形成分毫不差的图案。

这对光刻机的精度要求十分高，如果精度不足，则会导致芯片性能大打折扣。

光刻机需要将光学镜头和硅片之间误差控制在几个纳米内。

纳米级别的难度到底有多高呢？

日常我们能看到的头发，直径大概在0.1毫米，而纳米仅为头发丝的千分之一。

要光刻机在硅片上的操作达到纳米级别的精度，这个难度不言而喻。

哪怕是一点点细微的误差，都可能导致整个芯片制作前功尽弃。

光刻机研制为什么那么难？

光刻机是人类科技发展至今以来，能制造出的最为精密的装备之一。

以第五代EUV光刻机为例，很多人原以为，能够在那么小的芯片上作业的机器，体积应该也不大。

事实恰恰相反，EUV光刻机重量达到了180吨，光是运输就需要几十个集装箱。

即便是安全运输到了目的地，进行安装、调试工作，也需要花费至少一年的时间。

这样一个庞然大物，研究起来需要融合多个学科尖端科技，如光学、材料科学、机械工程等，在此基础上多个学科团队保持紧密合作，并不断创新。

就光学来说，光刻机对于光源和光学镜头的要求非常高。

光源不但要能够发出固定波长，还要保持稳定，不能波动。

而光学镜头则将所有的光线聚集到一个极小的范围，同样也要保持稳定，视野内的光线要均匀。

光线太亮或者太暗都会影响芯片制作的准确性。

在制作过程中，还需要对光刻结果进行实时检查，如果出现问题要及时调整，避免光刻结果出现偏差。

在机械工程方面，对工作台的平稳性与准确性也有极高的要求。

制作芯片的过程中，工作台需要控制光学镜头严格按照设定的速度与路线行进，这样才能满足芯片制作的精度。

掌握光刻机技术的国家

• 荷兰

现如今掌握光刻机技术的国家也仅仅只有三个。

荷兰ASML公司几乎垄断了高端光刻机领域，在世界范围内遥遥领先。

这个国家之所以能够取得这样的成就，主要是由于他们十分重视科技发展。

荷兰政府不但设立了专项基金，为高科技企业的发展提供资金支持，还设立了一系列创新激励政策，旨在培养相应的人才。

ASML公司把握住了这次机会，不但配合荷兰政府积极培养本国的科研人才，还从各个国家的顶尖学校挖掘有潜力的人员。

这样的科技规划为ASML公司提供了稳定的人员和技术支持。

同时ASML公司也积极和全球各大国家的科研机构、科技企业进行深度合作，共同研发。

经过多年的努力与不断的实验，ASML公司在1990年成功研发出EUV光刻机，推动了该产业的发展与进步。

• 日本

除了荷兰以外，日本在光刻机技术的研究上也颇有建树。

佳能、尼康这量光学企业，是日本最早开始研究光刻机技术的企业。

他们凭借自身的优势，很快便在突破了光学技术的壁垒，且早年间的日本工业发展强势，为其机械领域的发展提供了保障。

同时自20世纪80年代以来，日本半导体企业不断发展壮大，成为了全球芯片制造的大国。

因此日本国内对于半导体产业的需求，也为光刻机发展进步提供了相应的动力。

在过去的几十年间，日本光刻机技术不断发展，光学、机械等领域都取得了长足进步。

虽然当前日本高端光刻机发展与ASML相比，并不十分顺利。

但日本仍旧是为数不多掌握光刻机技术的国家之一。

• 中国

早在上世纪六十年代，中国便开始了对光刻机的研发工作。

1965年，中国成功研发出65型接触式光刻机，然而中美建交之后，美国提出了很多高精尖技术转移工作。

虽然美国并未掌握光刻机制作技术，但荷兰光刻机制造的过程中，超过一半的零件，都是由美国提供的。

因此荷兰联手美国对中国的光刻机研究技术进行了一定程度的压制。

此后的二十余年中，中国在光刻机技术上并没有取得突破性的进展。

中国想要制作芯片，只能选择从荷兰或是日本购买光刻机。

没想到2023年，荷兰ASML公司突然宣布停止对中国的高端光刻机的维修服务，日本也很快便限制对中国出口半导体设备。

这些国家之所以会这么做，其实只不过是被中国的发展速度震惊到了，感受到了危机正在逼近，因此用了如此恶劣的手段打压中国芯片产业。

要知道，光刻机设备上有成千上万个零件，且每个零件之间都需要严丝合缝，荷兰、美国、日本的做法简直就是釜底抽薪。

在受到多个国家的打压后，中国也并没有放弃。

通过坚持不懈的努力，中国终于突破了技术壁垒，为中国乃至半导体产业的崛起贡献了力量。

2023年底，中国科研团队宣布，已经掌握了光刻机的维修技术。

这一突破不但解决了芯片制作的问题，还为自主研发光刻机打下了基础。

2025年三月，中国传出了一个振奋人心的消息：中国在全固态激光技术的深紫外光（DUV）光源系统方面取得了重大突破，该光源系统的波长约为193纳米，理论上来说可以支持3纳米芯片的制作。

总结

虽然与荷兰这种拥有ASML公司的大国进行对比，中国的自主研发的光刻机仍旧存在一定的差距。

但中国发展到如今这个地步，所耗费的时间、成本都远远低于其他国家。

随着中国半导体产业的不断发展，以及科技的不断进步，相信未来完全攻克高端光刻机研发并不是问题。

一旦中国成功研发出国产高端光刻机，必将改写世界芯片市场的格局。