【簡介:】大家都知道高端光刻機和航空發(fā)動機是目前制造業(yè)當(dāng)中技術(shù)難度最大的幾個產(chǎn)品,當(dāng)前高端光刻機和航空發(fā)動機技術(shù)基本上只掌握在少數(shù)國家的手里。
比如目前全球能夠生產(chǎn)7納米以上
大家都知道高端光刻機和航空發(fā)動機是目前制造業(yè)當(dāng)中技術(shù)難度最大的幾個產(chǎn)品,當(dāng)前高端光刻機和航空發(fā)動機技術(shù)基本上只掌握在少數(shù)國家的手里。
比如目前全球能夠生產(chǎn)7納米以上光刻機的只有荷蘭ASML這一家公司,他們壟斷了全球100%的高端光刻機市場,而民用高端航空發(fā)動機基本上也是被英國的羅羅和美國的GE、普惠給壟斷。
對于我國這樣一個制造業(yè)大國來說,我國每年對芯片以及客機的需求量非常大,但是目前我們在高端光刻機和民用航空發(fā)動機跟全球頂尖技術(shù)仍然有很大的差距,雖然過去多年我國也投入了大量資金用于光刻機以及航空發(fā)動機的研發(fā),但取得的效果并不是很明顯,所以導(dǎo)致我國的高端光刻機以及航空發(fā)動機都只能依賴進口。
但對于尖端技術(shù)依賴進口,這對我國制造業(yè)來說是非常被動的,一旦西方一些國家對我國進行技術(shù)封鎖了,我們很多產(chǎn)品都有可能陷入停滯的狀態(tài)。比如前段時間美國計劃禁止GE向我國出口發(fā)動機,如果這個事情真的執(zhí)行起來,那么我國的大飛機計劃C919會受到很大的影響,其設(shè)計方案有可能要推倒重來,好在美國后來又重新允許GE向我國出口發(fā)動機,C919才驚險過了這一關(guān)。
看到這估計很多朋友都會有疑問,既然我國對芯片以及民用客機的需求量這么大,那為什么我國不加大力氣去研究自己的高端光刻機和民用航空發(fā)動機呢?
實際上并不是我國沒有投入研發(fā),過去幾年我國也投入了大量的資金進行研發(fā),只是因為高端光刻機和航空發(fā)電機的技術(shù)難度太大,所以一直沒有太明顯的突破而已。
至于高端光刻機和航空發(fā)動機,哪個技術(shù)難度更大,我個人認(rèn)為高端光刻機的難度會更大一些。
無論是高端光刻機還是航空發(fā)動機,他們都有自己的核心技術(shù),一旦這些核心技術(shù)取得突破了,那么無論是高端光刻機還是航空發(fā)動機的研發(fā)進展都會取得突破。
而目前航空發(fā)動機的核心技術(shù)難點就是材料,特別是渦輪盤和渦輪葉片材料,因為航空發(fā)動機的溫度基本上都是在1000度以上,這么高的溫度,很多材料一碰估計就融化了。
但是航空發(fā)動機它不是短期的運轉(zhuǎn),而是需要在高溫、高壓的復(fù)雜環(huán)境之下長時間、高速度的運轉(zhuǎn),而且還得反復(fù)使用。比如從中國到美國一趟飛機就要10個小時以上,想要確保發(fā)動機葉片能夠在這么長的時間之內(nèi)穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)難度是非常大的,所以普通的材料根本就不能拿來做航空發(fā)動機的葉片。
目前航空發(fā)動機葉片都是一些特殊的材料,比如鎳基合金,陶瓷基復(fù)合材料。而這些合金材料的制造過程難度是非常復(fù)雜的,基本上都需要在真空環(huán)境之下進行熔煉,而且對材料的純度要求非常高,一旦有雜質(zhì)或者氣體就會對材料產(chǎn)生影響,正因為冶煉難度非常大,所以目前真正具備制造高端合金材料的國家寥寥無幾,這也是制約我國航空發(fā)動機發(fā)展的技術(shù)難點。
我們再來看一下高端光刻機的技術(shù)難點,目前高端光刻機的研發(fā)基本上都是遵循摩爾定律,每晉升一個臺階技術(shù)難度都空前加大,特別是當(dāng)光刻機工藝超過10納米的時候,其技術(shù)難度可以說是挑戰(zhàn)人類的極限,因為當(dāng)這個技術(shù)工藝小于10納米的時候,就會產(chǎn)生一種量子效應(yīng),對應(yīng)的晶體管就會受到很大的影響,產(chǎn)品不良率也會相應(yīng)的提高,所以目前全球真正能夠研發(fā)10納米以上高端光刻機的也就荷蘭ASML一家。
而一臺高端光刻機有數(shù)萬個零部件,每一個零部件的技術(shù)難度都是非常高的,其中難度最高的是光源以及鏡頭。
我們以鏡頭為例,這個技術(shù)難度到底有多難呢?有人曾經(jīng)做過一個比較恰當(dāng)?shù)谋扔鳎偃绻饪虣C的鏡頭面積相當(dāng)于德國這么大,那么在整個鏡頭當(dāng)中最高凸起的地方不能超過一厘米,大家自己想象一下,這個難度是多么的大。
除了鏡頭之外,光源也是制約光刻機發(fā)展的一個技術(shù)難點,因為光刻機本身就是利用光來進行雕刻,這就必須有穩(wěn)定而強大的光源設(shè)備。
但目前全球真正能提供高端光刻機光源和鏡頭的也就美國、德國、日本等少數(shù)國家。
總之,不論是高端光刻機還是航空發(fā)動機,他們技術(shù)難度都是非常大的,都是對人類的一種極限挑戰(zhàn),但從整體來說,我認(rèn)為高端光刻機的技術(shù)難度會比航空發(fā)動機難度更大一些。
因為航空發(fā)動機只要把材料問題解決了,很多問題都可以迎刃而解。而高端光刻機每過一段時間都要繼續(xù)往前推進,而按照摩爾定律,越是往前推進,技術(shù)難度越來越大。
至于光刻機每進級一個臺階技術(shù)難度有多大,我們可以來舉一個簡單的例子,目前一個原子的大小大概是0.1納米,而目前ASML所生產(chǎn)的高端光刻機已經(jīng)達到7納米,相當(dāng)于芯片線路只有70個原子大小,而未來隨著光刻機技術(shù)的推進,這個線路大小有可能會縮小到20個原子,甚至是10個原子那么大,大家想想這個技術(shù)難度到底有多大。