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？

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。

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。

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？

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。

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。

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。

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。

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。

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。