造EUV光刻机难，还是原子弹难？
华为余承东近日在华为开发者大会上表示 ， 华为高端芯片即将耗尽 ， 未来将面临无高端芯片可用的窘境 。 无独有偶 ， 中芯国际也面临着无EUV光刻机可用的困境 。 于是很多人就好奇 ， 是造EUV光刻机难？还是造原子弹难？在那么困难的年代 ， 原子弹都能够生产出来 ， 难道EUV光刻机比原子弹还要难吗？
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造核武器容易吗
给大家介绍一个有趣的故事 ， 在上个世纪70年代 ， 在美国哈佛有一个经济学的学生 ， 他凭借在图书馆的一些资料 ， 写了一份400多页的《核武器制造方法》 。 这份报告出来的时候 ， 让当时的美国核武器专家惊出了一身冷汗 ， 这几乎就是一份核武器制造指南 ， 非常全面 。
无独有偶 ， 2013年 ， 年仅19岁的泰勒·威尔森 ， 向科技界的大佬们介绍了自己的小型核反应堆 ， 并且声称自己在14岁的时候 ， 就已经造出来了 。
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威尔森2013年2月在白宫科技展上向奥巴马介绍自己的小型核反应堆
在信息技术如此发达的今天 ， 原子弹原理 ， 以及制造技术已经不是什么秘密 ， 最核心的还是核燃料的获取以及提纯上 。 至于制造核弹的设备 ， 很多国家可以打着建造核电站的名义 ， 从国际市场上购买 ， 比如中国台湾1967年从加拿大核能公司 ， 以核电站的名义购买了4万千瓦重水反应器 。 之后秘密研究核武器东窗事发之后 ， 整套设备被美国没收 。
截止到目前 ， 已经有很多国家 ， 能够完全独立生产这些核装置 ， 以核原料的生产设备 。 除了我们熟悉的拥有核武器的大国美国、法国、加拿大、中国等 ， 其实像工业强国日本完全有能力生产核武器 。
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我们经常可以在新闻里看到 ， 朝鲜与伊朗进行核试验 ， 虽然国际社会对它们进行核原料的禁运 ， 但是它们通过提取核电站废料 ， 依然能够获得核原料 ， 可见这个门槛现在已经低到什么程度 。 我们所熟悉的南非 ， 不但产钻石 ， 而且还富产铀矿石 ， 所以每当局势动乱 ， 都是铀矿石黑市猖獗的时候 。 比钻石、黄金还要宝贵 ， 谁不愿意去冒险？
所以我们现在经常可以看到 ， 像印度、巴基斯坦等国家都已经拥有了核武器 ， 这是明面上的 ， 私下已经拥有核武器 ， 但是没有公开宣布的 ， 更不知道有多少了？
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光刻机的难度
目前世界是上能够生产7nm光刻机的有且仅有荷兰ASML一家公司 ， 这家光刻机的精度已经达到5nm ， 已经甩开其他国际5年以上 ， 同时占据全球光刻机份额的85% ， 利润更是高达107% ， 堪比印钞机 。
虽然日本的的尼康和佳能也能够生产光刻机 ， 但是在新一轮烧钱大战当中 ， 后面两家明显败下阵来 。 而ASML也差点掉进这个无底洞 ， 2012年ASML宣布放弃新光刻机的研发 ， 因为实在是没钱了 。 我们知道芯片行业受到摩尔定律的影响 ， 每隔一段时间技术要迭代一次 ， 因此等待最新芯片光刻机的intel、三星、台积电都慌了 ， 于是从各自家中拿出真金白银支持ASML 。
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不仅仅有各国企业的支持 ， 美国政府更是亲自上阵支持ASML ， 不但拉来了英特尔、美国能源部 ， 还有摩托罗拉、IBM、AMD等公司 ， 甚至包括美国的劳伦斯利弗莫尔国家、桑迪亚国家、以及劳伦斯伯克利三大实验室 。 由此它们签署了《瓦森纳协定》 ， 这些光刻机只能内部销售 ， 不经允许不得对外销售 。
所以我看到台积电想要多少光刻机就有多少光刻机 ， 而中芯国际一台7nm光刻机都没有 ， 甚至之前的订单 ， 说取消就取消 。 截止到目前为止 ， 大陆没有一台7nm的光刻机 ， 这也导致华为最新的麒麟980、麒麟990无法生产 。
我们时常说 ， 汽车代表了一个国家的工业水平 ， 一台汽车也就5000多个零部件 ， 而最新的光刻机则需要10万个零部件 。 而且每个零部件几乎都是高精端科技 ， 几乎没有替代品 ， 我们拿镜片来说 ， 德国蔡司的镜头 ， 目前没有任何一家公司能够替代 。 这些高精端零部件大部分都分布在欧美等一些发达国家 ， 失去了它们的支持 ， 我们的芯片几乎难以为继 。
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芯片困局
目前上海微电子能够自主生产90nm光刻机 ， 这也是2004年intel奔腾四处理器的水平 ， 别小看这个90nm光刻机技术 ， 在我们被卡脖子的时候 ， 首先我们能够解决有没有的问题 ， 其次再说好与坏的问题 。
面对这种现状 ， 我们都在积极寻找办法 ， 比如随着5G的到来 ， 华为提出了云手机的概念 ， 也就是说把大量复杂的运算放在云端 ， 然后手机端就不需要高精芯片了 。 之前限于网速的原因 ， 这项技术虽然被提及 ， 但是难以被应用 ， 因为上传和下载的数据量实在是太大了 ， 4G网络根本就无法支撑 。 而随着5G的到来 ， 网速提高了上百倍 ， 这项技术再次被提及 。
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另外硅谷创业公司Cerebras ， 设计了一款大芯片 ， 这款芯片不需要7nm的光刻机 ， 便能够实现更高的性能 。 目前我们手机里基带、图形、运算等芯片 ， 这些芯片是各自独立的 ， 大芯片实现了这些芯片的集成 ， 虽然单个芯片面积增大了 ， 但是对于手机尺寸却没有大的影响 。
体积增大之后 ， 可以做到足够的冗余备份 ， 即使芯片内部出现错误 ， 也能够由备份部分及时填补 。 而且大芯片减小了个芯片之间的传输距离 ， 效率也会有大幅提升 。
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二战时期 ， 自原子弹诞生以来 ， 核武器制造从理论到实践已经被多个国家所掌握 ， 甚至凭借某个人的力量 ， 都能够实现核武器的设计工作 。 然而光刻机的雕刻精度超过我头发丝的万分之一 ， 目前已经接近原子直径（0.1nm）的精度 。 也就是说光刻机每移动1厘米 ， 要控制纳米级别的精度 ， 这要比上千公里 ， 寻找一个银针还难 。
【造EUV光刻机难，还是原子弹难？】而且制造一个芯片需要3000多个工序 ， 每一步的错误 ， 累计出来错误都是几何级的 ， 所以每一步的失败率要求达到0.001% ， 可见难度有多大 。 正是因为有如此高的难度 ， 才导致目前只有一家公司能够生产5nm光刻机 。 所以制造光刻机的难度要远大于生产一枚原子弹 。
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