作者：汪濤
來源：純科學（ID：chunkexue）
(接上篇中美芯片戰，輕舟已過萬重山（上）)
目 錄：
序言
一、中美芯片戰已經接近結束
二、什么是高端產品？
三、我最擔心的事情還是要出現了——上千年來十船九空格局將重現
四、刨析一篇博士水平的專業文章錯在哪里？
五、科學的理論傳統與工匠傳統——中國科技體制缺什么？
六、系統介紹一下清華的光源和光刻機——SSMB-EUV需要的是商業模式的創新
七、華為Mate 60 Pro真正令人震撼的是準6G功能
我們拿媒體上算是相對非常專業的一篇文章來分析一下它錯在哪里，以此使人們對什么是真正的技術有更清晰的了解。2021-07-30 06:40·Jim博士在今日頭條上發表的“解讀國產光刻機困局（九）：哈工大的EUV光刻機光源”。該文原文的鏈接附在本文最后[10]。為什么說這篇文章還算是非常專業的呢？因為該文作者的確深入研究了哈工大在DPP-EUV光源上的論文、專利，說話和判斷都是有確切出處的。該文的基本結論是什么？主要是以下幾個：第一，2018年12月哈工大論文中13.5nm放電Xe等離子體極紫外光源（DPP-EUV光源）的輸出功率只有0.1W（有論文截圖為證），實際上掌握的只是十年前（1998年）美國Klosner研究組的DPP技術。早在2003年，Xtreme公司利用Xe氣在頻率1 kHz條件下放電，研發出了XTS 13-35 DPP極紫外光源樣機，該樣機在2π立體角內獲得35 W極紫外輻射功率。當前ASML的LPP-EUV光源的輸出功率為500W。以此功率比較來顯示哈工大在EUV光源技術上落后的程度。并且該文在一開始還搞了一個投票，要讀者去猜測哈工大的DPP-EUV光源輸出功率是多少，從0.1W到200W給了五個選擇。第二，02專項依然以最落后的Xe氣等離子體DPP技術作為攻關課題，這只是第一代的EUV光源，而現在已經在發展的是第四代。第三，大多數技術僅僅停留在2000-2005年這一個時間節點上，也就是說，我們并沒有開展任何EUV光刻機產業化的組織和能力。以上說法有道理嗎？當然有道理了，他在文章中全是直接引用哈工大的研究論文和專利，而不是一般的媒體文章連消息來源都沒有。后面還很專業地給出了9個參考文獻的鏈接。這個文章作者以博士自稱，僅從文章本身寫作的專業素養來看，自稱博士應當算是名符其實的。但是，我想告訴讀者的是：這個作者只能算初懂技術，尤其是對中國的技術發展和科技發展一般規律理解很淺，尤其在實驗室里待的時間很有限。首先分析下為什么中國能以技術發展方向上極弱的判斷能力，卻在技術方向的把握上幾乎從來不會出錯的原因。道理很簡單，因為中國有規模優勢，所以往往采用的策略是不做技術方向的判斷，或只做很淺的判斷，排除明顯不適合的技術路線，然后其他剩下的所有方向全都安排人去低成本跟蹤。最后讓市場去選擇最正確的技術方向。這使得中國在技術方向的把握上幾乎從來不會出錯，尤其不會錯過任何發展的機會。一般人只是看到我們搞成功了的東西，還有很多沒干成的，甚至于沒干成現在還有人繼續在干從而一般人根本不知道也不了解的技術。例如德國、俄羅斯曾干過，后來下馬的地效應船，中國現在還有幾撥人在干，即使現在沒一家干成，未來能不能干成現在也不好說。所以，不要以為DPP是第一代技術哈工大去做了就是什么大不了的事情，從第一代到第四代甚至說不上第幾代的創新型EUV光源和EUV光刻機中國全有人在干。
長光所官網上介紹的開發成功LPP-EUV光源原理樣機的介紹，轉換效率為2.6%。這個就是ASML現在采用的技術路線。清華在搞的SSMB-EUV光源技術，國外也有一大撥人在研究。只是國外只有ASML一家在做EUV光刻機，如果他不用某個技術方案，那么其他國外研究機構就最多只是搞下學術研究而已。但中國不同，所有可能的EUV光源技術方案中國都有人在搞，可能在EUV光刻機上又是一個群體突破的局面，幾種EUV光刻機同時搞出來。這個并不是EUV光刻機的特例，中國在幾乎所有技術上都是如此。例如：- 第四代核電站技術有6種方案，這6種不同技術方案中國都有人在做。
- 幾乎所有新能源汽車路線（純電、混動、氫燃料電池）中國都有補貼支持。
- 所有太陽能技術方案中國都有人在做，甚至所有光伏方案（單晶、多晶、薄膜）中國也都有人在做。有做成的，有沒做成的，有沒做成暫時不做的，有沒做成還在做的。各種光熱技術，塔式、槽式、碟式、菲涅爾式也都有人在做。
所以，如果你只是一個EUV光源的專家，是不可能看懂中國EUV技術和產業發展方向的。中國不可能在技術方向的判斷上出錯，如果錯了，那就是整個這一技術領域根本就不可能成功，那樣的話別人也成不了。所以也沒什么可擔心的。中國原來大量的科技項目采用的是一種跟隨型策略，就是以最少的研發投入跟蹤各個技術的發展，不要被拉下太遠了。02專項也是這種政策下的產物。這是準確理解2018年12月哈工大的EUV光源0.1W輸出功率的關鍵。因為02專項的時代背景決定了，它本身只是一個技術跟蹤為目的的專項，并不是真的以研發一臺實用的EUV光刻機為目標。所以，從技術上驗證相關的原理就是其主要目的。這也是上面第三個判斷認為中國的工作只是停留在2000-2005年技術水平上的原因所在。在研發經費非常有限的前提下，如果是你來承接這一項目會如何做？那就是功率盡可能小，只要原理上能證明跑通就可以了。因為功率足夠小，研發成本才能控制在盡可能少的程度。從我們所討論的Jim博士的文章中引用的數據來看，即使是ASML最領先的輸出功率500W技術，其光源效率是多少呢？5%。請注意：對此不同來源資料上說法不一。也算是比較權威的趙午教授（楊振寧的弟子，現斯坦福大學教授，最初與清華大學聯合推動SSMB-EUV實驗的人）的講座（后面參考文獻鏈接中）中說只有5W，甚至遠小于5W。而就是與趙午合作開發SSMB-EUV的清華大學唐傳祥教授的論文說“產業界認為 LPP 光源未來可以達到的 EUV 功率最高為 500 W 左右”。他沒給出引用數據的出處。兩個緊密合作的權威專家說法差這么多，我就不好說什么了。如有哪位高手知道原因請給個回復，先謝過。不過這個區別并不影響我們此處的一般性技術討論的本質。
即使ASML的LPP-EUV光源，實際產品最初的效率也只是1%。如果哈工大要去制作一個100W輸出功率的實驗樣機，輸入的電源功率得準備多大？按1%效率來做計劃得10千瓦——5個2千瓦電磁爐同時打開的功率。這么大的功率又得幾千瓦空調來降溫，否則實驗室里的人都得烤熟了。如果再加上其他用電，實驗室所需要的電源功率得多少？最起碼20甚至30千瓦以上。ASML的EUV光刻機僅僅是EUV光源系統輸入功率就在40千瓦以上。我們就假設按10千瓦輸入功率算吧，一旦樣機開起來，要解決的最麻煩技術問題就不是什么Xe如何產生等離子，而是如何散熱和防火。你見過實驗室著火嗎？我不僅見過，而且參加過滅火過程。那就只是一個輸入總功率才幾十瓦的視頻處理板在拷機，同時最多200瓦的電烙鐵也開著，只是中午實驗人員去吃午飯，僅僅一個小時不到的時間實驗室里沒人就被烤著了。要是實驗設備一開起來就是10千瓦的功率，加上其他的20至30千瓦，整個實驗室和配電系統都得專門重建，否則每天不是跳閘就是火光沖天，還搞個鬼的研究項目。你只是要去做一下技術原理的驗證，哪有錢去重建整個實驗室、配電系統，散熱系統，防火系統、大功率強力空調系統......一大半錢都得花在與EUV技術原理完全無關的地方。這些問題和EUV技術原理一點關系都沒有，而是技術哲學的一般規律性問題。并且，功率大了以后，雜波干擾、非線性等工藝問題會更多。如果是以技術原理驗證為目的，在一開始是要盡量避免這些問題，從而降低研發的難度。但在實際開發產品時，有更多經費了，才會去解決這些問題。網上相對最專業的達到博士水平的文章都如此地不專業，其他文章就更別提了。五、科學的理論傳統與工匠傳統——中國科技體制缺什么？
當然，如果只是前面這么說可能很多人還是有疑惑：如果技術一點都不難，為什么我們在那么多領域還是落后呢？只是沒有市場應用機會嗎？當然也不完全是。現在很多文章說 中國的科技研發效率是美國的至少5到10倍，但事實上中國的研發效率還有至少5到10倍的提升空間。原因何在？科技發展上的思維導向和理念問題。是沒有分清兩大類不同研發的本質區別 —— 項目研發與產品研發。我曾寫文章談過另一個被認為特別難的技術，就是碳纖維（參見：中美科技大決戰（七）——創新的精神力量）。難到什么程度？中國過去的國防科工委和后來的科技部等部門，組織國家級相關領域最強的技術力量聯合攻關了40年都沒有突破T300。但知道這個技術最終是靠誰獲得突破的嗎？是山東威海一位初中學歷的村支書陳光威。可惜這位中國科技界的老英雄在他創立的光威復材（300699）上市前僅半年長期勞累過度因病過世了。我國現在大量最尖端的武器裝備，像殲20、東風17、殲16、東風26、空間站、登月裝置等等裝備上用的碳纖維大部分都是光威復材在供貨，是不是很意外？我寫的介紹陳光威的文章得到光威領導層的一致認可，認為是所有介紹他的文章中寫得最好的。所以，我去威海時，接任光威復材董事長的陳光威兒子陳亮夫婦和光威的總經理、總工等領導層很熱情地一起請我吃飯。這個問題特別地奇怪，為什么中國那么多研究員、高工、院士、博導聯合攻關了40年沒有突破的碳纖維技術，一個初中學歷的村支書卻全面突破了？搞清楚了這個問題，就知道中國芯片業，乃至于當今中國科技全面突破和全面趕超美國真正需要的是什么！請問整個芯片領域有哪一個技術是中國集結全國最精銳的力量連續攻關40年都攻不破的？沒有吧？反過來，有哪一個芯片領域的技術不是一攻就破的？連續攻了40年都攻不破的技術，初中學歷的村支書都給解決了，你還有臉說哪個芯片領域的技術是解決不了的？如果你再認為它難，不是它真的難，唯一的問題就是你那里博士、院士太多了，就是缺一位“初中學歷的村支書”。為什么陳光威可以解決碳纖維的問題？從最一般的技術科學原理上來說，項目開發與產品開發之間有一些特別重要甚至是致命的區別：- 項目開發是在盡可能良好的條件，盡可能簡化的技術要求，盡可能松的成本約束條件下把最基本的技術原理跑通。
- 產品開發是在盡可能惡劣的各種實際條件，各種實際市場、可維護性、實際成本控制等需求條件下，讓技術都能穩定地跑通，并且能夠低成本地生產出來。
所以，項目開發主要是解決的是技術原理問題，基本上依靠的是該行業專家的知識。而產品開發中，本行業專業技術只是一個基礎，它主要解決的是大量該專業范圍以外的問題。以上是一切產品開發的共同規律。以開發一個電路板為例，把電路原理畫出來，并且制作出PCB板，把電子原器件焊上去，把原理跑通，這就是項目開發。跑通了項目就可以驗收，然后寫論文了。但要將它做成一個實際的產品，需要考慮的問題是板子上的所有器件在各種工作環境條件下電磁兼容問題，還有如果發熱高了導致某些原器件壽命快速縮短，就會使平均使用時間很短，從而需要解決散熱問題。要解決這個問題就涉及到風道設計，功率高的芯片在板子上如何合理的布局才更有利散熱等。另外還有產品運輸過程中的抗震，使用中的可維護性，界面操作的美觀和方便性。這些大多數與電路原理沒關系，涉及的專業知識和解決方法大多不是電子電路本專業。可能是流體力學、熱力學、機械結構、美學、人體工學、物流、供應鏈、財務、營銷......碳纖維的問題不是要解決碳纖維本身的技術原理，而是生產碳纖維過程中其他領域大量煩瑣的技術工藝。核聚變中的1.5億高溫反應核心如何隔離還值得在論文中吹一下。EUV光源的40千瓦功率如何散熱雖然解決起來也很麻煩，但值得吹嗎？有臉去寫在論文里嗎？能去說“這是散熱的普遍原理與EUV的具體實踐相結合的重要突破”嗎？要解決產品開發的問題，基本就是在解決這些論文里說不出口的瑣碎工藝問題。舉一個我個人的案例。我曾工作的公司銷售過一批20多套地面數字電視用的編解碼器給美國。到美國實際測試以后，輸出碼率的頻率除了極少數幾臺勉強合格以外，其他都稍微有一點點超標，大約就是超出標準要求的百萬分之一的偏差一點點。麻煩就在于，設備如果聯起來看電視一點問題都沒有，所有工作全都是正常的，但就是信號頻率稍微超標了一點點。雙方的相關工程師，甚至雙方總工不斷一起開遠程會議電視討論、檢查，搞了一個月都沒查出問題在哪里，最后美方決定全部退貨。說到這里，公知們是不是馬上本能的反應是：你看，人家美國技術要求就是嚴格，就是看測量結果，一點超標都不允許。這個說法有道理嗎？當然不能說沒道理。我曾在飯桌上講這個案例時到這里也有人馬上提這個說法。但別急，請往下看。我那時是全球市場總經理，到了美方要退貨時，負責北美的市場經理才把這個事情告訴我，在此之前當然本能的反應是找技術人員去解決問題。但我聽完馬上就猜測出原因是什么了，我讓她把美方所有測量數據結果發給我，然后我在手機的科學計算器上用統計功能不到十分鐘算出均方差以后告訴她：是對方晶振買錯了。應當買1ppm的，但對方買的肯定是2.5ppm的。所以全部設備的輸出信號頻率正好偏差都超出1ppm而都在2.5ppm以內。因為美國地面電視標準與別人不同，所用的時鐘頻率也不一樣，他們設備上用的晶振也是量身定制的。所以我們為他們定制的設備中晶振中國市場上沒有，是他們負責從美國買的。因為兩種晶振標號幾乎一樣，只在一個細微的地方一個是“25”（代表2.5ppm），另一個是10（代表1ppm），如果不注意很容易就搞混了。我讓他們按1ppm的要求重新買晶振把2.5ppm的換下來，這個問題就這么順利解決了。雙方技術人員對我能如此之快地解決問題也是震驚不已。為什么雙方工程師甚至總工參加討論了一個月沒解決的問題，我十分鐘不到全解決了？因為我過去曾經干頻率計量有5年多時間，這個對于搞相應專業的人來說就是一個最最基本的常識，根本不好意思吹什么牛，更別提寫論文了。但對于不是干這個的人來說，即便是其他領域的專家一時也可能摸不著頭腦。—— 懂的人，就是一層窗戶紙。不懂的，繞半天也摸不著門。一個真正合格的總工程師是很難的，他未必要在主要專業的領域發過什么高水平的論文，但一定要對大量相關的其他不同專業領域的技術都在行。你要做EUV光刻機產品時，真正要解決的技術問題，主要都不在EUV主專業領域。要用EUV光刻機做出合格的芯片，就更是如此了。能寫成論文的技術都不值錢，真值錢的技術都不太說得出口。但凡真正搞產品技術的，都會明白我說的話是什么意思。聽不明白的，可以證明一定沒真正搞過產品研發。這是為什么華為曾說他們需要的不是“院士”，而是“院土”的真正原因所在。這當然不能說寫論文就沒價值，但這個價值評價是科學的理論標準（創新性、理論完備性、測量數據等），而不是社會應用標準。這么說很多人可能還是感覺有點頭暈，我們就來舉一個具體的例子更清楚地說明 —— 假設一個博士要寫論文談邁克爾遜·莫雷干涉儀，與一個初中學歷的村支書來談邁克爾遜·莫雷干涉儀產品會是什么區別。博士或博導談邁克爾遜·莫雷干涉儀會是下圖這樣的。
兩路呈L形的垂直光路，中間呈45度角的分光鏡，中間向下輸出干涉條紋。如果將這個L形的光路轉動90度，假設光速不一樣的話，干涉條紋就會有移動。可以給出一個很漂亮的數學公式算出干涉條紋移動的距離是多少。是不是這樣？但是，如果真要做出一臺邁克爾遜·莫雷干涉儀，得解決哪些工程上的問題？一個初中學歷的村支書眼里的邁克爾遜·莫雷干涉儀會是這樣：因為這個實在太精密了，一些細微的振動都可能導致比上面計算的干涉條紋更大的變化。所以，最難的一個問題是怎么把各種振動干擾屏蔽掉。
上面這張照片是邁克爾遜·莫雷當年實際造的干涉儀。為了減少振動，他們把實現干涉儀原理的鏡子放在一個很重的水泥臺上——這個是慣性減振的原理。水泥臺又放在一個水銀槽里，這樣轉動不僅很容易，而且液體的水銀也可以起到隔離振動的效果。然后，裝水銀的槽是一個大鐵塊，又是一級慣性減振。這個大鐵塊放在四個橡皮墊子上——彈性減振。這些減震的原理并不復雜對不對？問題是：水泥臺造多重？水銀是多少？大鐵塊多重？選擇什么樣的橡皮墊？可以像上面干涉原理那樣進行計算嗎？當然不是不可以，但可以告訴你不僅工作量極大，而且未必有什么用處。原因何在？因為各種減振的原理可能并不難，就是中學里學的牛頓力學中的內容，但就算你計算了也不可能顯得出博士的水平——這是第一個說不出口。更重要的是，一旦考慮到是在各種實際使用環境中的振動問題，需要假設振動源的數學模型和數據。這幾乎就是無窮無盡的。人在附近走動的話是一種模式，院子里一輛馬車通過，院子外路上一匹馬跑過，三匹馬一起跑過......帶來的震動情況都不一樣，無窮無盡。對于慣性減振來說，一般重量越大減振效果越好。那就簡單地做下計算，造一個200公斤重的水泥臺試一下。結果一試，一個人在旁邊稍微走動一下還能接受，兩個人一起走就不行了。那加上2噸的大鐵塊和橡皮墊試試，效果好一點，但還是不行。那就索性造一個2噸的水泥臺，5噸的大鐵塊，選效果更好的橡皮墊...... 有可能這樣不斷嘗試了389次以后（這都是錢堆起來的），終于選擇到一組各個參數的符合要求的組合。（注：以上數據只是舉例說明，不是真實數據）為什么要選這組參數？為什么不選1噸的？真正的答案是1噸的試過了，不行，原因就這么簡單。以上這些說得出口嗎？能寫出數學公式推導一下以顯得牛氣嗎？不行，只知道測量的結果那些參數下的組合不行，大多數真說不清楚為什么，也懶得去計算了，更重要的是大多數算出來的結果與實際偏離得根本就沒法看。有幾個博士和博導談邁克爾遜·莫雷干涉儀時，是談它光路下面的基座怎么建的？所以你就只能寫寫論文，造不出邁克爾遜·莫雷干涉儀來。這些問題都解決以后又會發現，這和臺子上面裝的是邁克爾遜·莫雷干涉儀還是什么量子糾纏儀根本一點關系都沒有。甚至于你懂不懂光學都一點關系也沒有。現在就該明白，基本上不懂碳纖維拉絲原理的初中學歷的村支書把碳纖維干成，而那些研究員、博導、院士攻關了40年也干不成的真正原因是什么了吧？！即使在今天，中國制定科技政策的政府官員和科技界的人士可能依然沒充分理解，或者裝著不理解，或者是非常理解卻故意混淆 —— 有大量國家資助的研發從一開始就沒區分清楚到底是要搞項目研發還是要搞產品研發，總在以發表論文作為驗收標準。你要研發半導體芯片，除了最后規模生產時芯片良率的指標，有什么論文好寫的？在今天我們迫切需要做出芯片產品的時期，但凡是國家資助的項目居然最后寫出了論文，而不是給出芯片良率指標的，99.99%可以證明這錢是白花了。—— 所以，有沒有發論文，是評價一個半導體芯片領域的項目錢是不是白花的充足而非必要標準。只要發了論文就可以肯定這錢是白花了，沒發，有可能白花也可能沒有。反過來，芯片良率是評價其資助合格和有效的充要標準——只要大規模生產銷售中良率達標，其他一切就可以不用談了。為什么要混淆兩種性質的研發呢？原理研發項目經費相對非常少，卻需要有創新性。而產品研發所需要的經費非常高，未必要在理論上有什么創新，但卻要潛下心去解決大量工程實際中的雜碎問題。所以，讓人誤以為按產品研發來獲得更高額的項目經費，而以技術很難、很難，然后發幾個論文就可以結題驗收，這多好。EUV光刻機又不是什么新東西，人家都已經搞出產品來了，還要寫什么論文？真有什么創新性的工作，論文還得交給美國和英國去審核。我們以前常聽到這么一個說法：不能著急，這是一個長期的過程，需要幾代人的努力才能實現。這是什么意思？就是不僅我這一代人摸摸魚就可以混日子，而且我后面幾代人子子孫孫一樣摸魚也可以混得不錯。科技發展當然是需要有積累的，但最重要的一個問題是我們對科技的觀念。居里夫人為了提煉出鐳是自己動手在院子里架起一個鍋，自己推著三輪車運礦渣來提煉。真正科學的研究也是需要很強動手能力的。對于今天的科技，更多體現的就是產品的突破，是解決大量工藝細節的能力。但我們對科學的理解太過于理論化了，大量學者和培養的學生動手能力極差。再談一個科學研究上的案例。2011年9月22日，英國《每日電訊報》報道:歐洲科學家在強子對撞機上發現超光速的中微子。這種顛覆性的發現無疑把整個物理學界震翻了，一大群學者趕緊寫論文建立理論解釋為什么可以超光速。一旦這個理論可以解釋通了，那肯定就是諾獎級的成就。很多論文已經發到預印本網站上，還有無數的論文在準備中。當然不會真的有超光速。故事的結局：最后發現是連接GPS時間信號的光纜與計算機的接口松動，導致出現信號誤差。—— 這能說得出口嗎？獲得一個真正可靠的測量數據是極為困難的，需要極強的寫不成論文的動手能力。再談一個我個人的案例：我在做會議電視業務（當時是產品部負責市場營銷的副部長）時遇到過這么一件事情，綿陽電信的會議電視系統裝好后客戶一直反映有問題。那就按一般遇到工程問題的處理程序這樣解決：首先當地用服處派人，待了一個月沒解決；然后派產品部門售后的水平更高的用服人員去，待了一個月也沒解決；最后只能派相關研發人員待了一個月，還是沒解決。前后來了三撥人，搞了大半年時間居然問題還沒解決。我當時得知這個事情就很納悶，有什么問題會難到這種程度？就和當地銷售人員、用服人員一起去現場。結果5分鐘內把所有問題全解決了。一個是所有終端視頻質量都很不好，一看，當時用的松下攝像機，白平衡需要手動調節。我拿起一張A4紙對著鏡頭，一分鐘不到把環回的視頻調正常就可以了。告訴當地用服處人員就按這個方法把各地20多臺終端全調一遍就可以了。—— 難者不會，會者不僅不難，而且可以秒殺。另一個問題是主會場云臺控制，時好時不好。這就是這么多人來了總是處理不好的原因——他們來的時候基本是好的。它是好的，你怎么查問題在哪里？所以待了一個月只能回去，而回去沒多久客戶用的時候又不行了。等另一撥人來了以后它又好了，來的人甚至都不知道該怎么描述問題，待在這里一個月它一直是好的，又只能回去。客戶還沒把這個問題說完我其實就已經猜測出問題最大的可能是在哪里了。真正經驗豐富的技術人員就會明白，大多數問題都出在單元之間的連接處：元件、器件之間的連接點，電子元件或芯片的焊點（虛焊等），還有工程中不同設備間連接的插接頭等。真正是元器件和設備本身壞了的占比很少。這個主會場的云臺控制是通過攝像機上的RS232口實現的。我到攝像機后面一看，RS232口的連線竟被拉成了垂直狀態，線用線扎捆得很緊。這樣攝像機運轉的時候，RS232插針與插座就有可能接得上，有時又有可能連接不上。把RS232插頭處的線松一下，留下一定的弧度，用小的平頭起子把RS232插座擰緊，不到30秒，來了三撥工程技術和研發人員大半年沒解決的問題就這么徹底解決了。所以，前面那個連接GPS時間信號的光纜與計算機的接口松動并不是特例，而是有普遍性的。不要去輕易幻想會出現什么超光速。以上這東西要寫成論文遞給Nature和Science，你覺得它會發表嗎？但要想真做出質量穩定可靠的產品，正是這一類的知識技能才是最需要的。六、系統介紹一下清華的光源和光刻機——SSMB-EUV需要的是商業模式的創新
本文不是要介紹這個SSMB-EUV光源技術的原理，而是讓不懂這個技術領域的普通讀者，尤其可能需要做出某種決策的相關人員（如政府官員等）對整個EUV光刻機核心技術，清華SSMB-EUV光源技術，EUV光刻機等有一個框架性的把握。EUV光刻機涉及到幾個相對比較難的技術領域：EUV光源、處理EUV光源的鏡頭、雙工件臺等。目前雙工件臺中國已經有成熟產品提供商，討論這個問題的人很少，本文也不去涉及。主要的關注點是在光源和鏡頭上，其實這兩個技術是有相關性的，是合起來一起提供最終符合要求的EUV光源。ASML的LPP-EUV光源技術為什么同時需要11塊極高精度的反射鏡？因為這個光源原始質量太差，需要11塊反射鏡不斷進行濾波和光路的處理，才能最后符合EUV光刻的要求。而SSMB-EUV基本原理是依靠加速器來產生EUV光，這個就是人類最早產生人工EUV光的路徑。它產生的原始光源本身質量就比較高，所需要的鏡頭數量就可以很少了，最終可能最多3塊就夠了。這個SSMB-EUV的原理最初是2010年由楊振寧的弟子，現美國斯坦福大學的教授趙午，與其博士生Daniel Ratner提出的（參見本文參考文獻[2]）。最初提出這個的目的是探討新的加速器原理。但提出這個原理后5年多時間業界都沒多大反應。2017年4月，清華大學成立項目組開始SSMB實驗的理論分析和數值模擬。7月21日清華大學唐傳祥教授與趙午一起發起成立了一個團隊，要實際去驗證這個原理。找到了德國聯邦物理技術研究院（Physikalisch-Technische Bundesanstalt，PTB）的計量光源實驗室MLS（Metrology Light Source）合作，這是因為MLS的儲存環在這方面最接近SSMB的實驗需求。驗證實驗花了兩年時間于2019年8月18日獲得成功，相關論文于2021年2月24日發表在Nature上，具體負責做驗證實驗的是唐傳祥的2015級工物系（工程物理系）博士生鄧秀杰，鄧是該論文的第一作者。論文題目是：《穩態微聚束原理的實驗演示》（Experimental demonstration of the mechanism of steady-state microbunching）。如果真想深入了解這個技術的，不要去簡單地看網絡媒體上的文章或視頻，而要去看這幾個最主要的論文。本文后面列出了參考文獻的出處。
參與這個實驗項目的除了唐傳祥團隊外，還有德國柏林亥姆霍茲柏林材料與能源研究中心（Helmholtz-Zentrum Berlin，HZB）以及德國PTB的合作團隊。事實上，通過加速器產生同步輻射 (synchrotron radiation, SR)早在1947年就發現了，人工產生的EUV光最初就是在加速器上獲得的。國際上研究同步輻射的很多，即使是在中國，第一代依托北京正負電子對撞機的北京同步輻射裝置(Beijing synchrotronradiation facility，BSRF，1991年底建成)，第二代的合肥光源（Hefei light source, HLS。1983年由當時國家計委批準立項。事實上是中國第一臺專用同步輻射裝置，1989年4月建成)，第三代的上海光源(Shanghai synchrotron radiation facility, SSRF)，目前正在北京懷柔建設的高能同步輻射光源 (high energy photon source, HEPS，就是那個現在照片網上到處誤傳的“光刻廠”)。原來并沒有人深入想過居然要用加速器來作為光刻機光源的技術路線，因為這簡直就是用洲際導彈打蒼蠅的感覺。
網上到處傳的“光刻廠”，事實上是2016年就啟動的中科院HEPS。最初設計建造目的純屬為物理學研究建的大科學裝置。當然也不排除作為EUV光刻機的研究基礎。無論趙午還是唐傳祥，最初提出這個SSMB技術并開始著手進行驗證的時候，主要目的也是加速器領域的物理學研究。但在實驗研究進行到快一年的時候，川建國同志對中國的芯片戰如火如荼地展開。中國大陸廠家所有進口EUV光刻機的商業進程全被封死，被逼得實在沒辦法了，很自然地，在清華項目討論的時候越來越多的人就提到這個用于解決EUV光刻機的技術可能性。項目負責的唐傳祥教授當然很快意識到這個問題，并且在后續的論文中明確討論這個技術可能性。參見其與鄧秀杰在2022年《物理學報》上發表的論文“穩態微聚束加速器光源”[3]。所以，無論未來如何發展，尤其當SSMB-EUV真成功的那一天，我們一定要特別地感謝川建國同志。如果沒有他，沒人會想到EUV光刻機產業化領域還能這么干的（用加速器產生的EUV光進行芯片光刻在過去也有，但只是作為科學研究之用，基本都是手工極少量進行），即使想到了也沒機會深入做下去。2. 從EUV光刻廠到EUV產業園 —— SSMB-EUV的成功更需要商業模式的創新在分析SSMB-EUV作為光刻機應用的技術及經濟可行性時，唐傳祥、鄧秀杰在其論文中提到，產生SSMB-EUV光源的裝置造價約在數億到十億人民幣的水平，周長在100m-150m。這個造價比ASML的一臺EUV光刻機還要便宜，或者在差不多同等的水平。
窄帶寬以及高準直的特性可為基于 SSMB 的 EUV 光刻機的光學系統帶來創新性的設計, 同時可以降低 EUV光學反射鏡的工藝難度。趙午教授在其演講中提到一個SSMB-EUV光源裝置可以輸出多個線束（比如3個），從而同時支持多個光刻機生產線。網上傳出有可能支持十幾甚至幾十臺光刻機。理論上說是可以做到的。
清華 SSMB-EUV 光源總體設計參數中輸出的輻射波長為5到100納米。這可以用于更下一代的6納米EUV光刻工藝。因此，網上盛傳不是光刻機，而是光刻廠。但是，從目前參與論證這個技術的專業人員群體可以看出，可能企業界群體的人還沒深度介入，或者說都還沒反應過來。而參與論證的主要都是物理學者群體和政府官員。這就可能會帶來我在前一節中提到的缺乏工匠傳統的科技體制問題。我們要想利用SSMB-EUV這個技術打贏這一場EUV光刻機戰爭，必須采用全新的商業模式。我們都知道，芯片生產從最初的IDM發展到后來的Fabless，這兩種模式現在都存在。IDM（Integrated Device Manufacturer，集成生產商）是指具有完全的生產鏈和技術優勢的公司，負責從晶圓生產到封裝測試等整體流程，INTEL和三星等是這種模式的典型代表。Fabless（無廠商）也就是我們常稱的代工模式，是指在芯片設計和封裝測試環節專注于研發和設計，而將制造環節交由專業的芯片代工廠完成，以降低成本和提高效率。臺積電是這種模式的先行者，并且取得極大成功。Fabless模式的出現是因應芯片生產設備的投資過快的增長，新生產線的投資巨大而產生的。這種模式又催生了大量專事芯片設計的企業，并且極大降低了芯片的進入門檻。請注意，SSMB-EUV技術的出現，并且是出現在中國，會帶來另一次芯片商業模式創新的重大戰略機遇。這個遠遠比搞出EUV光刻機要重大得多。因為EUV光刻機中成本最大頭、研發最復雜的就是光源部分。而有沒有發現：SSMB-EUV這個技術天然地就把EUV光源與EUV光刻機分開了。設想一下這種全新的“EUV產業園+無EUV光源光刻廠”模式，這將會具有何等強大的競爭力？- 由國家如雄安投資建一個能支持比如20（甚至可達40）個EUV線束輸出的SSMB-EUV產業園。
- EUV產業園可以免費提供20個線束，并且是
任意選擇的13.5納米或6.x納米的EUV輸出線束。 - 每個線束對應一個無EUV光源設備組成的EUV光刻芯片生產線廠房。免費提供的EUV線束通過租用“無EUV光源的EUV光刻芯片生產線”廠房來獲利。和這種商業模式匹配的EUV光刻機產品本身是沒有EUV光源的，只利用外接EUV光源進行生產。如同現在的各類電器產品，它們本身不帶電源，只是通過公網電源插座獲得電源來工作一樣。而ASML的EUV光刻機就是一個自帶柴油發電機的大冰箱。
- 一個20線束EUV光源輸出的EUV產業園可以入駐一個、也可以入駐多個Fabless芯片生產企業，也可以入駐IDM生產企業。每個企業可以接一個或若干個EUV線束。
以上模式帶來的結果是什么？EUV光刻機本來是極為昂貴的，昂貴的原因主要就是EUV光源。但現在EUV產業園把EUV光源搞成免費的了。無EUV光源光刻機的設備研發一下子就變得簡化了很多，成本極大降低。EUV產業園不是什么高科技，就是一個工業房地產，中國政府太善于搞這個了。通過租用“無EUV光源的EUV光刻芯片生產線”廠房和入駐企業交稅，輕松彌補EUV產業園投資。還有一個更重要的現實問題：不要去輕易談“清華的SSMB-EUV光刻機”。如果唐教授和鄧博士他們只解決EUV光源還算比較現實，如果你要讓他們把整個光刻機生產工藝全干完，99%以上的工作與SSMB-EUV原理基本上就沒什么關系了。必須要清醒地意識到：他們一沒興趣去做這些工作，二也沒那個本事。這得“初中學歷的村支書”來搞，不能靠“院士”，得靠“院土”。另外，既然EUV產業園里EUV光刻生產工藝這么便宜，還要搞DUV光刻機干嘛？原來之所以7納米以上用DUV，7納米以下用EUV，只是因為EUV太貴，而DUV更便宜。但現在EUV產業園里EUV光刻生產工藝比DUV生產工藝還便宜，為什么生產7納米以上的芯片不直接用EUV產業園來生產得了？為什么要這么干？因為SSMB-EUV要獲得較好的經濟效益，必須要支持的線束越多越好。可是這東西一套就可以支持ASML半年甚至全年生產出來的EUV光刻機的產能。為了保證產能的穩定，EUV產業園總不能只建一套吧！比如說遇到個什么火災、自然災害或者要停機檢修等，那么大的產能，入駐產業園的那么多企業產能一下全停了，這個不行。所以要建就得多建幾個EUV產業園。一個EUV產業園就可能把ASML一年生產的EUV光刻機對應的產能全干光了，中國要是這么多建個十幾套、幾十套，不僅把ASML徹底干死，其他低端光刻機哪里還有活路？一旦將EUV光源與后續的芯片生產工藝分離，兩者之間就需要有標準。又一個中國領先技術成為國際事實標準的機會。所以，SSMB-EUV加上EUV產業園可以帶來兩次降維打擊，第一次是用加速器做EUV光源，第二次是用免費EUV光源把所有光刻機都徹底干死。當然，畢竟這種方案目前還是處在研發的階段，還沒變成現實。你也可以懷疑這么搞是不是真能成。但沒關系，別忘了我前面所說的中國技術方向把握總是成功的原因，我們還有其他技術路線的EUV光刻機方案在搞，那就肯定會有一種、幾種甚至全都能成，最后擇最優而擴大之。現在該理解為什么我會得出結論：快則2027年左右，最遲2030年前，整個美國、歐洲、日韓包括中國臺灣的芯片業將全軍覆沒原因何在了吧！現在大家都知道了，對方不會做出有效應對嗎？但對歐美日韓來講，誰來做EUV產業園？做了誰入駐？入駐了生產的芯片賣給誰？
