有兩個名人很有意思，一個是林毅夫，生於台灣，後定居大陸，是北京大學國家發展研究院名譽院長。另一個是張忠謀，生於大陸，後創業於台灣，是台積電的創辦人。他們的人生軌跡相反，一個從台灣到大陸，另一個從大陸到台灣。更有趣的是他們對大陸半導體的發展的看法也截然相反。張忠謀說中國造不出EUV光刻機，所以舉全國之力也造不出高端芯片；林毅夫則在兩年前就放出豪言壯語：“以我們現在的經濟、科技和產業實力，短則一兩年、長則三五年，都有希望突破。”

如今兩年過去了，中國大陸的EUV光刻機真的有希望突破嗎？林毅夫和張忠謀的看法誰更有道理呢？

回顧過去，中國大陸確實也有過科技上的重大突破，重要的象兩彈一星、火箭和太空站。此外還有很多在一般的領域，象此前中國大陸被嘲笑造不出圓珠筆芯的鋼珠。後經過科研技術人員的攻關，還真造出60噸之多，足以讓全世界用上10年。

只是，EUV光刻機比以上所說的都難。就算以“集中精力辦大事”的方式去努力，也未必能在短期內見效。原子彈是第一號國家機密，人民幣的製作是第二號，如果EUV被攻克，可能要排在零號吧。

寫到這裡，忽的想起一件事來。那是二戰期間的大事。二戰中美國參戰後，就開始和英國合力對德國展開大面積轟炸。如鋼鐵廠、橡膠廠、飛機廠、汽車廠......德國的魯爾工業區被炸得濃煙滾滾，但德國的戰爭機器並沒有明顯的削弱。美國的炸彈是有限的，飛機的損失量也很大，怎麼辦？怎樣才能讓有限的炸彈炸得德國的戰爭機器被明顯削弱呢？那就必須找到德國軍工的死穴。

這時，蘇聯經濟學家，後來的諾貝爾經濟學獎獲得者瓦西里 列昂惕夫通過對德國軍工體系進行系統分析，很快找到了幾乎所有軍工產品都要用到的東西----軸承！而德國的60%的軸承是在一個僅有4萬人口的小城鎮----巴伐利亞州的魏施因富特生產的，於是，美國飛機蜂擁而至，徹底摧毀了那裡的軸承廠，於是大大縮短了二戰進程。諾曼底登陸後，盟軍發現德軍居然大量使用牛車來運送戰爭物資，這怎麼擋得住巴頓軍團的鋼鐵洪流呢？

中國改革開放四十多年來，科技的進步是有目共睹的。其中以華為的進步最為搶眼，在手機通訊領域曾經技壓群芳，華為手機的銷量曾壓過三星和蘋果，榮登世界第一的寶座。美國蘋果是華為的師傅，華為的許多經營策略和技術指標都學習借鑑蘋果公司的。現在居然是徒弟要超過師傅了，師傅自然心裡會不是滋味。商業競爭其實就是沒有硝煙的戰爭。美國人的經濟頭腦也是拔尖的，很快就找到中國科技的死穴----高端芯片。確實如此，隨着美國實行對華禁運高端芯片，華為的5G手機就在不久後便消失了。

其實，芯片在信息時代的重要性，比戰爭時代軍工產品里的軸承的重要性顯得更為突出。有些人自認為，芯片沒那麼重要。而且國內的中低端芯片也可以滿足80%的市場需求。如果一個大國的重要決策者有這種觀點，那將是很致命的，因為商業和戰略競爭表面上看不見硝煙，所以有些人並不覺得芯片落後有多可怕。如果在戰場上，那麼，芯片的優劣所導致的後果就可以立竿見影。比如，未來戰爭要大量用到機器人戰士，如果交戰雙方的機器人戰士中做為指揮中樞的芯片性能略有差異，那麼，其中的一方哪怕是只比對方遲了0.1秒計算出對手的位置，那麼就是死定了，就象電影《兵臨城下》裡瓦西里最後先發現德軍狙擊王的情景一樣，在德軍狙擊王被瓦西里先發現並鎖定時，其實他也只要用半秒就可以舉槍打死瓦西里，但這半秒之差就是陰陽之隔，他沒有機會了。

芯片的原理不難，人類的頭腦能想到的東西，遠遠超出現有設備能夠產出的範圍。世界上大多數芯片是根據PN結的單嚮導電原理來設計製作的。PN結正嚮導電了就代表“1”，反向不導電就是“0”，這樣就可以通過半導體工藝技術在硅片上進行塗膠、光刻、清洗、擴散注入硼原子和磷原子而形成數以億計的PN結，製作成芯片，這樣就可以進行0101的二進制運算，然後再把二進制的計算結果換算成十進制。比如二進制的0就對應十進制的0；二進制的1就對應十進制的1；二進制的10就對應十進制的2；二進制的11就對應十進制的3；二進制的100就對應十進制的4......，以此類推，這樣在一個芯片裡PN結越多，就越能夠輕易地進行運算，PN結越多就越能處理越複雜的數據，這樣運算速度就越快。

芯片製造的步驟精細，不論是晶圓製造、氧化、光刻、清洗、刻蝕、離子注入、磁控濺射和封裝測試等，每一步都很重要。只是因為光刻是決定芯片PN結晶體管數量多少的最關鍵的核心技術之一，因此光刻機的性能才顯得尤為關鍵。

如圖所示，光刻機有三大核心組件，即光源、光學儀器和雙工作檯。光刻機要達到光刻芯片的最小極限，首先光刻機的分辨率(Resolution)要達到目前人類所能達到的極限。光刻機的分辨率表示光刻機能清晰投影最小圖像的能力，決定了光刻機能夠被應用於的工藝節點達到幾奈米的水平。根據瑞利公式：

公式中R代表分辨率；λ代表光源波長；k1是工藝因子參數， NA(Numerical Aperture)被稱作光學系統的數值孔徑，是光學鏡頭的一個重要指標。由公式可知，可以通過減小工藝因子參數、增大光學系統的數值孔徑、減小曝光光源的波長都可以提高分辨率。而EUV光源部分就是目前所能夠達到的最小的極紫外線波長。在2005年左右，EUV光刻機已經發展到了盡頭，半導體工藝已經很難光刻28奈米以下的芯片了。正當人們一籌莫展時，美國Cymer公司宣布他們在極紫外線（EUV）光源方面取得突破，極紫外線波長達到只有13.5奈米。他們用20kw的激光，不斷轟擊從空中滴落的液態錫珠。這些液滴的直徑非常小，只有20微米，大概相當於頭髮絲直徑的1/3，並且液滴在真空環境中是處於自由下落的狀態。而且同一個液滴需要在極短時間內被連續轟擊兩次，第一次衝擊是將它壓平，第二次衝擊是將它汽化，使之成為發光的等離子體，這樣才能產生足夠強度的極紫外光。更重要的是，轟擊所產生的光轉瞬即逝，因此需要每秒鐘轟擊約五萬次，才能保證光的持續性。當Cymer公司的EUV光源應用到ASML的光刻機上時，由於光源波長的大大減小，使得EUV光刻機分辨率大大提高，能夠加工7奈米以下的芯片，全球半導體行業由此實現了大躍進。目前世界上只有兩家公司可以製作EUV光源，一家是Cymer，另一家是日本的Gigaphoton。但就在上個月，媒體報道了哈工大也成功研製出EUV光源，如果是真，那確實要給予點讚。

提高分辨率的另一途徑是增大光學系統的數值孔徑，ASML EUV光刻機的光學系統是德國蔡司提供的，重點是全世界只有蔡司能夠製造出EUV所需的這套光學系統。對於傳統的光刻機如DUV，就是類似於攝影的工藝。通過透鏡聚焦紫外光線，即可在硅晶片上刻出設計好的電路的圖案。因此DUV光刻機不僅僅是德國蔡司的鏡頭可以達標，日本的尼康也可達標。實際上DUV光刻機就是一部高精密度的大相機。可是DUV的鏡頭不能用到EUV光刻機上。因為光學透鏡只對可見光有效，對極紫外線是無效的，它無法被任何透鏡聚焦。而且極紫外線也只能在抽真空的環境下傳播。為了讓比較微弱的極紫外線光能夠傳輸到芯片上，德國蔡司想出了一個利用光學布拉格反射器原理，布拉格反射器（distributed Bragg reflector，DBR）是在波導中使用的反射器。當光經過不同介質時在界面的地方會反射，反射率的大小會與介質間折射率大小有關，因此如果我們把不同折射率的薄膜交互周期性的堆疊在一起，當光經過這些不同折射率的薄膜的時候，由於各層反射回來的光因相位角的改變而進行建設性干涉，然後互相結合再一起，得到強烈反射光。

ASML公司的EUV光刻機中所採用的德國蔡司反射鏡是通過將鉬和硅的多層膜設置成恰好是EUV波長的1/4，因而介質的兩面反射的間隔就正好是波長的1/2。這樣就發生了“消相干涉”，使得反射光的強度得到增強。鉬硅多層膜介質層在EUV光刻機中設置了40多層，每一層的厚度不到4奈米。

由於現在能夠生產這麼高超的反射鏡的公司唯有德國蔡司一家，實可謂一枝獨秀。據報道國內的長春光學儀器也在日以繼夜地研發，但與德國蔡司相比，還相差甚遠。

國內光刻機研製的落後，也有着很令人深思的歷史上中國社會結構中深層的原因。中國自古以來，就是以官治民的社會，當官對於子民來說，猶如鶴立雞群，地位崇高。中國社會學而優則仕的觀念可謂根深蒂固。然而實際上並非每個學而優者都適合當官的。更主要的，社會的發展進步並不是說僅僅靠少數官員就可以推動的。全社會的繁榮要靠各行各業平行發展，需要“不拘一格降人才”，因此“學而優則仕”應該變為“學而優則試”，讓各個學科的莘莘學子在學成之後都有機會在自己擅長的和喜愛的領域去一展身手，去嘗試鑽研。中國的政府機構要對科研人員給予全方位的支持和發自內心的尊重，讓他們在學術領域不斷深入研究，而不是把科長、處長、局長等位子放在那裡，誰出成績就對應當什麼長。其實很多搞學問的，並不喜歡當官，再說理工學生學成後去當官，其實也是浪費，象清華出身的朱鎔基、胡錦濤和溫家寶等，如果能夠潛心於科技，可能對中國的社會繁榮起的作用會更大。再說，官位的數量也是有限的，也容不下那麼多莘莘學子，於是那些民族精英們在學成之後或即將學成之時，往往會有一段既沒有仕途，又沒有錢途的迷茫期，於是就去國外留學，然後為數眾多的精英們就留在國外的科研機構，如在美國的硅谷，成了外國科技的骨幹。

中國如果要振興半導體工業，必須要有長遠的發展計劃，要從根本上改變思想觀念。要對半導體科研人員給予各方面必要的支持，還有對他們給予發自內心的尊重。從事半導體行業是十分枯燥的，是那些沉迷於燈紅酒綠的人無法想象的。他們整天都在淨化廠房裡，全身包得嚴嚴實實，連上洗手間都很麻煩，有時候為了獲得一個數據，一整天都說不上幾句話，就是在機器前逐步調試，收入還低得可憐，類似於當年製造原子彈的人收入不如燒茶葉蛋的人那樣。而且他們兢兢業業地埋頭苦幹還被那些整天吃香的喝辣的的人看不起，被那些社會的蛀蟲們當做傻帽。這樣的社會環境是不可能讓國內的半導體工業興旺的。台積電的興旺，就是靠那些默默耕耘的工程師們不斷的調試出來的，而這些工程師在台灣受到政府官員和民眾崇高的尊重，也得到國際社會包括西方社會的讚賞。中國社會若要振興國內的半導體工業，就必須提供讓投身於半導體科研和生產的科研人員和生產機構的工程師們有施展身手的舞台和給予他們應有的尊重。只有這樣才會讓從事國內半導體科研的研究人員和半導體工藝的工程師潛心工作，如果還能形成良性循環的環境讓海外從事半導體行業的精英們天下歸心那會對精益求精的半導體工業的發展更有利。當然，必要的財務監管是必須的，否則難免會有象“漢芯事件”那樣的類似的事件發生。

中國的光刻機的研製，現在都說是起步較晚，其實早在1977年，中國就研製出了一台GK-3型半自動光刻機，而那時候ASML公司都還沒成立，所以實際上中國的起步不算很晚。只是因為中國的半導體研究很多都是停留在實驗室和小規模的生產，而西方尤其是美國，卻形成了一個巨大的市場，巨大的市場需求，帶來豐厚的利潤，這樣一部分利潤再投入研發，又研發出更好的產品，投入市場又帶來更豐厚的利潤，於是形成了良性循環。國內因為沒有這樣的良性循環，因此，半導體產品和生產設備包括光刻機都落後西方好幾代。好在中國現在也形成了一個良性循環的半導體市場，儘管尖端半導體工藝和EUV光刻機的製造非常困難，但那也是人造的，不是神造的。只要是人造的，中國人就一定會最終造出來，只是什麼時候才能造出來，會落後西方的時間是多長罷了。不論將來量子芯片會不會彎道超車，傳統的硅基芯片因為是經過一步一個腳印踏踏實實地發展過來，有着良好的穩定性，在可預見的將來，都會有廣泛的用途，因此高階芯片是繞不過的坎，只有把EUV光刻機製造出來。只是目前ASML的EUV光刻機合成了當前世界上最好的光源製造商、最好的光學儀器製造商（德國蔡司）和最精密的自動化設備製造商，幾乎囊括了全人類在力學、光學、機械、自動化、精密儀器、高分子化學、和圖像識別等最尖端的技術，所以中國若想造出EUV光刻機就象是一位十項全能運動員要打破或至少追平十項中的每一項的世界紀錄而不僅僅是總分的世界紀錄一樣，所以，林毅夫說的三五年攻克可能是太樂觀了些，三五年的時間是難以造出的。但也不會象張忠謀說的那麼悲觀，中國不會永遠也造不出EUV光刻機的。

中國的光刻機何時能夠造出來，不僅僅國內的民眾在看，中國的競爭對手也在看，在中國四周的鄰國更是關注。中國只有成為“打不死的大強”----美國禁什麼，就在不太久的將來造出什麼，這樣周邊的眾小弟們（如朝鮮、老撾、柬埔寨、巴基斯坦、尼泊爾和阿富汗等）才會心悅誠服地依附着中國，俄羅斯和印度這兩個大國才會真心實意地比現在更加大和加深與中國之間的來往，蒙古屆時也不得不面對現實，浪子回頭通過內蒙與原母國加強經貿往來，這樣在中國的周邊就會形成一個人口大約是全球人口一半的巨大的經濟圈。這個經濟圈一旦形成，中國就是名副其實的超級大國了。如果到時候中國的高鐵能通向阿拉伯世界，再分別通向歐洲和非洲，那麼一個亞歐非三大洲的經貿一定會越來越興盛，那時候核電可能也從現在的核裂變發電升級為核聚變發電，電力將用之不竭而且費用十分低廉。那時候全世界將成為一個以電動高鐵和電動汽車為主要交通工具的生機勃勃的世界，那時候估計中東沒有什麼人會去當什麼恐怖分子，索馬里和埃塞俄比亞也沒什麼人去當什麼海盜了吧。