經常有人會討論，代表人類科技最高成就的是什麼？有的人會回答是飛機大炮，有的人會回答是原子彈氫彈代表的核子武器，還有人會覺得是人類戰勝各種疾病，病毒細菌的科技，但是今天我將要介紹能夠集成人類所有知識來做到極致的終極科技，那就是光刻機。
什麼是光刻機呢，簡單說是使用光作為介質，在硅片上來加工的機器，硅片可以理解為使用沙子製作成的切片，見下圖。
晶圓，原始的硅片
我們也可以理解為我們使用的手機，以及電腦的核心--處理器芯片的原材料，硅片的獲取並不需要太複雜，複雜的是生產一張芯片需要各種高精尖科技和其他材料來完成的，就要說到光刻機的技術了。
我們都知道，無論是手機還是電腦，離開了處理器是無法工作的，處理器的體積都是很小的，手機上面的處理，一般就是指甲蓋大小的尺寸，電腦的稍微大一些，但是也不會超過人的手掌，而且還會向體積更小的尺寸去發展。但是就是在這麼狹小的空間裡面，需要集成幾十億到幾百億的晶體管，只有在處理器上集成更多的晶體管，處理器的處理能力才能更強，我們熟知的華為麒麟處理器，在指甲蓋大小的芯片裡面集成了69億晶體管，處理能力和邏輯運算能力極大提升。
華為發佈旗下麒麟980處理器
那麼如何在指甲蓋大小的芯片上集成那麼多晶體管呢？這就需要使用光刻機在硅片表面實現曝光，蝕刻，清洗，顯影等的全過程，這些看起來好像日常生活中都很容易實現的操作，但是在如此小體積和麵積的尺寸上實現起來就不是那麼輕易了，光刻機的分辨率通常在十幾納米到幾微米之間，高端光刻機的價格是非常昂貴的，芬蘭ASML的光刻機一度達到1.2億美元一臺的價格，而且並不是有錢就可以買得到的，歐美因為有時是實現技術共享的，但是對於我們來說，不要說買，看都不讓看的，所以我們還是需要加大科技投入的，不斷的自力更生，艱苦奮鬥。
簡單的光源掃描工作原理
有人可能看過郭富城和周潤發演的《無雙》，一個製造假美鈔的團隊，在電影情節上會看到需要製造原始的電路板，需要在大尺寸上繪畫美鈔的各種細節，然後投影到面積更小的電路板上，其實也是使用的光刻機，但是在美元上尺寸不會達到芯片那麼精細，製作假鈔需要是繪製技巧和防偽技藝，但是都有異曲同工的意味。
光刻機
光刻機最重要的部件之一就是紫外光源，常見光源有436nm的g光源，紫外光有365nm的i光源，還有其他各種尺寸的光源，這些尺寸的光源，也只有在集成很多光束的時候，我們的肉眼可以看得清楚，就是用極微小的光作為刀鋒，來在硅片上蝕刻，曝光必須要均勻，這都對技術標準提出了極高的要求。上世紀七十年代使用的接觸式曝光，發展到接近式曝光，再到投影式曝光，從大於1μm工藝到0.35μm，再到曝光區域到22X22mm，現在的曝光已經小於0.18μm，對於機械系統的精度要求提出了更高的要求。
光刻機
最後讓我們來回顧一下，光刻機是為芯片服務的，從第二次工業革命，計算機的誕生開始，它就代表了人類科技的最高體現，我們所理解的所有微觀世界，只有在能夠達到實現的技術的時候，才會知道是多麼的不容易，當然，人類科技總是不斷進步的，也希望我們國家能夠在光刻機這種高精尖的科技領域發展的更好，最近我國“超分辨光刻裝備項目”已經通過國家驗收，能夠加工22納米芯片，這是我們突破高新科技受制於人的又一重大進步。
國人當自強，我輩奮勇前行！
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