如果說，制作手中智能機所需要的技術，甚至比登月還難，你相信嗎？

這并不是危言聳聽，近年來無論是華為還是小米，都曾因為手機芯片制造問題而推遲手機發布。

這一切的背后，都是因為芯片指制造的關鍵設備技術難以突破——光刻機。

荷蘭ASML公司靠著光刻機躺著也能賺錢，連美國都造不出來。

中國一年狂砸800億人民幣，只為了不斷突破光刻機的技術封鎖。

這光刻機到底是個什么東西？為什么這么燒錢中國還要堅持研究？

什么是光刻機？

光刻機是半導體工業中最常用的設備之一，主要作用是將集成電路投射到硅片上，制作出人類最為精密的工業產品之一——芯片。

光刻機的工作原理和照片影印有些類似，需要適當的光源在光照后產生化學反應，使硅片上的光刻膠發生化學反應，從而形成需要的圖案。

這一過程聽上去簡單，但實際操作非常復雜。

早期的光刻機使用紫外光，在科技不斷發展的情況下，逐漸使用極紫外光。

區別在于，極紫外光的波長相比較而言更短，因此刻出來的圖案更加精細。

但極紫外光的產生也非常難，需要通過高能激光對等離子體照射產生，且光源必須要保持穩定，否則將導致芯片報廢。

現如今的芯片功能越來越強大，其主要原因就是芯片上面集成了數以萬計的晶體管。

這些晶體管的布局，和彼此之間的連接，都需要光刻機完成。

光刻膠必須在特定的波長下才能夠發生反應，從而形成分毫不差的圖案。

這對光刻機的精度要求十分高，如果精度不足，則會導致芯片性能大打折扣。

光刻機需要將光學鏡頭和硅片之間誤差控制在幾個納米內。

納米級別的難度到底有多高呢？

日常我們能看到的頭發，直徑大概在0.1毫米，而納米僅為頭發絲的千分之一。

要光刻機在硅片上的操作達到納米級別的精度，這個難度不言而喻。

哪怕是一點點細微的誤差，都可能導致整個芯片制作前功盡棄。

光刻機研制為什么那么難？

光刻機是人類科技發展至今以來，能制造出的最為精密的裝備之一。

以第五代EUV光刻機為例，很多人原以為，能夠在那么小的芯片上作業的機器，體積應該也不大。

事實恰恰相反，EUV光刻機重量達到了180噸，光是運輸就需要幾十個集裝箱。

即便是安全運輸到了目的地，進行安裝、調試工作，也需要花費至少一年的時間。

這樣一個龐然大物，研究起來需要融合多個學科尖端科技，如光學、材料科學、機械工程等，在此基礎上多個學科團隊保持緊密合作，并不斷創新。

就光學來說，光刻機對于光源和光學鏡頭的要求非常高。

光源不但要能夠發出固定波長，還要保持穩定，不能波動。

而光學鏡頭則將所有的光線聚集到一個極小的范圍，同樣也要保持穩定，視野內的光線要均勻。

光線太亮或者太暗都會影響芯片制作的準確性。

在制作過程中，還需要對光刻結果進行實時檢查，如果出現問題要及時調整，避免光刻結果出現偏差。

在機械工程方面，對工作臺的平穩性與準確性也有極高的要求。

制作芯片的過程中，工作臺需要控制光學鏡頭嚴格按照設定的速度與路線行進，這樣才能滿足芯片制作的精度。

掌握光刻機技術的國家

• 荷蘭

現如今掌握光刻機技術的國家也僅僅只有三個。

荷蘭ASML公司幾乎壟斷了高端光刻機領域，在世界范圍內遙遙領先。

這個國家之所以能夠取得這樣的成就，主要是由于他們十分重視科技發展。

荷蘭政府不但設立了專項基金，為高科技企業的發展提供資金支持，還設立了一系列創新激勵政策，旨在培養相應的人才。

ASML公司把握住了這次機會，不但配合荷蘭政府積極培養本國的科研人才，還從各個國家的頂尖學校挖掘有潛力的人員。

這樣的科技規劃為ASML公司提供了穩定的人員和技術支持。

同時ASML公司也積極和全球各大國家的科研機構、科技企業進行深度合作，共同研發。

經過多年的努力與不斷的實驗，ASML公司在1990年成功研發出EUV光刻機，推動了該產業的發展與進步。

• 日本

除了荷蘭以外，日本在光刻機技術的研究上也頗有建樹。

佳能、尼康這量光學企業，是日本最早開始研究光刻機技術的企業。

他們憑借自身的優勢，很快便在突破了光學技術的壁壘，且早年間的日本工業發展強勢，為其機械領域的發展提供了保障。

同時自20世紀80年代以來，日本半導體企業不斷發展壯大，成為了全球芯片制造的大國。

因此日本國內對于半導體產業的需求，也為光刻機發展進步提供了相應的動力。

在過去的幾十年間，日本光刻機技術不斷發展，光學、機械等領域都取得了長足進步。

雖然當前日本高端光刻機發展與ASML相比，并不十分順利。

但日本仍舊是為數不多掌握光刻機技術的國家之一。

• 中國

早在上世紀六十年代，中國便開始了對光刻機的研發工作。

1965年，中國成功研發出65型接觸式光刻機，然而中美建交之后，美國提出了很多高精尖技術轉移工作。

雖然美國并未掌握光刻機制作技術，但荷蘭光刻機制造的過程中，超過一半的零件，都是由美國提供的。

因此荷蘭聯手美國對中國的光刻機研究技術進行了一定程度的壓制。

此后的二十余年中，中國在光刻機技術上并沒有取得突破性的進展。

中國想要制作芯片，只能選擇從荷蘭或是日本購買光刻機。

沒想到2023年，荷蘭ASML公司突然宣布停止對中國的高端光刻機的維修服務，日本也很快便限制對中國出口半導體設備。

這些國家之所以會這么做，其實只不過是被中國的發展速度震驚到了，感受到了危機正在逼近，因此用了如此惡劣的手段打壓中國芯片產業。

要知道，光刻機設備上有成千上萬個零件，且每個零件之間都需要嚴絲合縫，荷蘭、美國、日本的做法簡直就是釜底抽薪。

在受到多個國家的打壓后，中國也并沒有放棄。

通過堅持不懈的努力，中國終于突破了技術壁壘，為中國乃至半導體產業的崛起貢獻了力量。

2023年底，中國科研團隊宣布，已經掌握了光刻機的維修技術。

這一突破不但解決了芯片制作的問題，還為自主研發光刻機打下了基礎。

2025年三月，中國傳出了一個振奮人心的消息：中國在全固態激光技術的深紫外光（DUV）光源系統方面取得了重大突破，該光源系統的波長約為193納米，理論上來說可以支持3納米芯片的制作。

總結

雖然與荷蘭這種擁有ASML公司的大國進行對比，中國的自主研發的光刻機仍舊存在一定的差距。

但中國發展到如今這個地步，所耗費的時間、成本都遠遠低于其他國家。

隨著中國半導體產業的不斷發展，以及科技的不斷進步，相信未來完全攻克高端光刻機研發并不是問題。

一旦中國成功研發出國產高端光刻機，必將改寫世界芯片市場的格局。