放弃研发高端光刻机？光子芯片取得重大突破，华为的机会来了

小鹏学长 2020-10-04 00:06:20

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文/李鹏森

尽管如今中国的实力日益增强，国际地位日益提高，但与其他发达国家相比，在电子领域还存在一些差距，最明显的就是芯片这一块。二十一世纪是因特网的时代，我们的生活离不开电子产品，而芯片，作为电子产品的大脑，可以说是最重要的一点。

比起现在的电子芯片，制造光刻机会更加困难，毫不夸张地说，甚至比制造原子弹还要困难。尽管中国拥有光刻机，但它完全不能与世界顶级光刻机相媲美，目前最有名的就是荷兰的ASML，而现在5纳米制程的光刻机也只有荷兰能够生产，这是西方国家顶级技术的产物。而且美国最近一段时间眼红华为，出手制裁华为的芯片研发计划。

中芯国际、上海微电子一直在研发，芯片技术也在提升，但依然落后，而且荷兰 ASML日前宣布极限为1.5 nm，那么用传统方法制造芯片就算追不上台积电这些公司，也不可能长久，将来华为将需要更好的芯片，既然如此，不如现在就做好准备，以求早日上市。

因此，任正非提出了一种光子芯片，它比传统芯片体积要小，而且，由于是通过光子传输，可以不用光刻机来独立使用。

如今的电子芯片工艺越来越精密，从14纳米、7纳米到5纳米，现在已经发展了3纳米技术，但是电子芯片毕竟还有它的局限性。一纳米将成为电子晶片的极限。在小于1纳米时，晶体管内部的结构间隔尺寸接近原子的距离，硅的物理形态就会变得非常不稳定，电流就会轻易击穿薄氧层，造成两极短路，或使晶体管中的金属片被电流熔断，造成两极开路。

总而言之，芯片即将进入1纳米的极限尺寸，传统电子芯片的发展也将陷入停滞，因为这是物理极限的问题，到时候就无法通过技术手段再提高，只能寻求新的材料替代。

当今芯片技术以电子芯片为主，而制造电子芯片的机器称为“光刻机”。晶片尺寸的不断缩小，对光刻机提出了更高的要求。目前，世界上只有荷兰能够生产5 nm制程的光刻机，这也是限制许多电子企业发展的原因之一。要解决这一问题，中国或将放弃光刻机的研究和开发，另辟蹊径进入“光子芯片”领域。假如华为真的成功了，那么它的芯片供应就不用担心了。

虽然目前电子芯片才是主流，光子芯片并不被看好，但由于手机芯片体积越来越小，目前的光刻机注定无法满足需求，没准几年后就会要求光刻机采用1纳米制程，而光刻机的高成本和研发难度都受到了限制，而且光子芯片比电子芯片有两个明显的优势，第一是运算能力强，第二是功耗也小。

对光子芯片来说，还有一个关键的问题还没有解决，那就是量产问题，如果不能实现量产，恐怕也不能大规模应用，所以，关键是要量产，从现在来看，短期内恐怕光子芯片也不能量产。