原子彈和光刻機哪個更難？為何荷蘭說，即使給我們圖紙也造不出來

原子彈和光刻機，造哪個東西更難呢？相信我們心中早已有了答案，光刻機明顯比原子彈更難製造，因為目前，許多國家都有原子彈，例如聯合國五常國家，印度，巴基斯坦，連經濟困頓，國力衰微的朝鮮都有原子彈，可見，原子彈的門檻並不是太高，如果不是《不擴散核武器條約》的約束，恐怕世界上許多國家分分鐘就能造出原子彈。

而光刻機卻截然不同，目前，全世界頂級光刻機除了荷蘭，沒有國家能夠製造，荷蘭的ASML公司市場佔有率超高，45奈米的光刻機市場佔有率達到80%以上，而7奈米光刻機市場佔有率則被該公司完全壟斷，無人能夠替代。

那麼為什麼製造原子彈就很不容易，而製造光刻機卻更加困難呢？

我們先來說說，如何製造原子彈

原子彈是一種核武器，它是利用核燃料的核反應產生的強大光熱輻射、巨大的衝擊波、還有對動植物等生物有害的放射性，達到摧毀戰略目標的作用；我們眾人皆知的原子彈爆炸就是1945年美國向日本扔的那兩顆，分別在長崎和廣島引爆，正是這兩顆原子彈爆炸後，日本宣佈無條件投降，提前結束了第二次世界大戰，為人類恢復和平起到了重要作用。

其實，隨著基礎科學的發展，原子彈的製造原理已經不是什麼秘密了，結構圖紙，網際網路上都能查到，原理大家也很容易明白，我們知道物質是由原子或分子組成的，原子由原子核和核外電子組成，原子核又由質子和中子組成。

原子彈的爆炸原理

原子彈裡面的核裝料通常是鈾-235或鈽-239，這類放射性物質有個性質，它們的原子核被中子轟擊後，會分裂成兩個質量小一點的原子核，就是原子核被中子撞一下，一個大的變成兩個小的，在這個分裂的過程中，會放出兩三個多餘的中子和很大的能量。

多餘的中子除了自然損耗的，還有剩餘的繼續去撞擊其他的原子核，然後再放出中子和能量，如果不加以控制，這個過程就會無限迴圈下去，直到沒有多餘可參加裂變反應的原子核，才能停止，這樣就會一瞬間產生巨大的能量，這就是原子彈的能量來源。

我們清楚了原子彈能量的來源，那麼要想觸發核燃料的裂變反應，就要使鬆散的核燃料被緊密壓緊，達到核反應臨界點，這就需要有個初始的能量推動它、壓緊它，就像用火柴點燃一堆樹枝一樣，這樣我們就需要高能炸藥這根“火柴”。

高能炸藥成功引起核反應後，為了不使產生的中子運動的方向過於雜亂，讓它們有效地轟擊核裝料，還需要一層反射層，讓它們像光遇到鏡子一樣反射回來，被封閉在一個小空間裡，不斷去參加裂變反應。這樣，核裝料有了高能炸藥產生的能量作為第一推動力之後，本身核裂變產生的中子就能夠維持核反應繼續，原子彈也就成功爆炸了。

原子彈的技術難點

整個過程有幾個技術難點，首先是核裝料的收集，鈾-235這種放射性物質在地殼中的分佈十分分散，即使在鈾礦中，含量也很低，而且它和鈾-238還往往混合在一起，需要對鈾-235進行提純分離和濃縮，只有達到一定的濃度才能做核裝料使用。

科學家通常利用這兩種同位素質量的微小差異，讓其原子透過化學反應處於氣體狀態，透過多孔的隔膜，利用它們透過隔膜速度不同進行分離，這個過程非常耗費電能，對資金的需求也很大。

其次是高能炸藥的組合分佈，要將高爆炸藥合理佈置，才能讓爆炸瞬間產生的強大壓力把鬆散的核裝料壓緊，達到核反應臨界點，如果佈置不科學，可能會把核裝料炸得四處散落，不能發生核反應。

最後，整個原子彈各個部件搭配是否合理，如何能夠發揮原子彈的最大威力，如何改進各種引數，就需要超級計算機進行模擬計算，但在研究的最初，只能一次次地反覆做核試驗，收集實驗資料，對原子彈進行改進。

這些環節，哪一步都不容易，但是綜合國力強，工業基礎完善的國家努努力，還能夠摸到原子彈的邊。而想要憑一國之力造出頂級光刻機，那就是難於上青天了。

我們再來了解一下光刻機

光刻機，是一種用於製造晶片的機器，正像它的名字一樣，它就像一把刻刀，透過光線的能量把設計好的精細積體電路圖形印在矽片上。如果說，原子彈是一棟精美的建築，那麼光刻機就是一個吹彈可破的藝術品，完全是兩種路線，一個大開大合，一個精細無比。

光刻機上面的每一個部件，都是集全球頂尖技術為一體的，用不了蠻力，投機取巧沒用，著急上火也沒用，只能靠踏踏實實的技術積累。我們知道，晶片是一種超級微小的積體電路，現代科技離不開晶片，晶片的升級換代遵循摩爾定律，晶片做得越小，晶片的效能越高，耗能越低，生產出的電子產品效能越優越。那麼如何生產出更小的晶片呢？

晶片生產的過程

我們來看看晶片的生產過程，要生產晶片，首先要有晶圓，晶圓上鋪有一層金屬原子層，用於導電。首先要用光刻機去除晶圓表面的保護膜，然後，將晶圓浸泡在腐蝕液中，把除掉保護膜的部分腐蝕掉，餘下的部分就是電路。最後，用純淨水清洗晶圓上的雜質，這樣一個積體電路就做好了。

在整個生產過程中，去除晶圓上的保護膜，繪製電路圖案是重中之重，幹這個活兒的就是光刻機；光刻機去除保護膜需要對晶圓進行曝光，利用光的能量達到目的，要想繪製的圖案精細，使用的“刻刀”就要足夠小，用鉛筆肯定不能在一粒大米上寫字，就是這個道理。

那麼，如何能讓這個光刻刀足夠小呢？

首先是選擇光源，我們知道光的波長長短不一，紅外線的波長就長，紫外線的波長就短，光的波長越短，能量才能越集中，相當於刻刀越鋒利，才能繪製精細的圖形，所以，目前頂級光刻機首選極紫外光作為光源，波長可達10奈米左右。

光源有了，還需要一套精密的光學儀器將光匯入到晶圓的上方，才能進行工作，這裡面對光學儀器的精度提出了很高的要求；光刻機還需要一套精密對準系統，要想讓光源在一個晶圓上做奈米級微小的移動，對於對準系統的機械精密程度的要求是非常之高。其生產難度可想而知。

荷蘭光刻機集美國、日本、德國技術於大成

荷蘭ASML頂級光刻機的零部件，集人類最高科學技術之大成，其10萬個核心零部件均來源於美國、日本、韓國、德國等國。例如，光源來自美國，光學部件來自德國，傳送帶來自荷蘭等。這些零部件科技含量高，用量少，需要長期的技術積累，許多公司如果投入大量資金進行獨立攻關，難度非常高，可能會血本無歸。

中國要想以一己之力趕超全球頂尖科技，製造出頂級光刻機，難度可想而知，所以荷蘭人說圖紙給咱們也造不出來，不是誇大其詞。

結尾

就目前來講，對中國來說還有困難；但是我們也不必過於悲觀，有壓力才有動力，在中美貿易摩擦的大背景下，美國對中國高科技全面打壓，其中就包括透過晶片打壓中國電子產業，禁止採用美國技術的公司為中國提供或代工晶片。

面對這種情況，我國國產晶片產業面臨極大挑戰的同時，也帶來了機遇，透過多年的科研攻關，我國國產光刻機已經取得了長足的進步，雖然與荷蘭光刻機還有差距，但是，那只是時間問題，突破國產光刻機，實現國產晶片的自給自足，是中國科研專家的不懈追求。