我國的光刻機開發得怎麼樣了？

中國最牛的光刻機生產商是上海微電子裝備公司（SMEE），它可以做到的最精密的加工製程是90nm，相當於2004年最新款的 intel 奔騰四處理器的水平。
別小瞧這個90nm製程的能力。這已經足夠驅動基礎的國防和工業。哪怕是面對「所有進口光刻機都瞬間停止工作」這種極端的情況時，中國仍然有晶元可用。
在這種情況下，「斷供」就達不到「弄死人」的效果，最大的作用其實是「談判籌碼」，不會真的發生。
光刻機背後其實是計算力的較量，感興趣的同學可以繼續往下看，是一篇之前寫過的長文。

14億人的戰爭：中國人用了30年望見計算力的珠峰

文 | 史中日本是一個喜歡「畫面感」的民族。從浮世繪、歌舞伎，到茶道、花道，到活著就是為了打籃球的《灌籃高手》、所到之處屍橫遍野的《柯南》，總之，一哭二鬧三上悠亞的日本，就是比四書五經六小齡童的天朝更講究「排面兒」。1941年冬天，日本飛機從雲層中俯衝下來，直撲夏威夷的珍珠港。很多美國軍機的折翼都沒來得及展開，就被按在機場的地面上摩擦，直接變成折翼天使，排面兒太美，不忍直視。直到今天，這都是行為藝術史上不可抹去的一筆。干這事兒，日本海軍司令山本五十六內心其實是一萬個草泥馬的。他是哈佛畢業的高材生，在燈塔國實打實生活過。「主張和美國作戰的，可以說是不了解美國的實力。美國生產力異常強大，海軍官兵的行動也非常敏捷。我是軍人，只要陛下一聲令下我也會與美國作戰。但是，我們盡最大努力恐怕也只能打上半年。」這是山本開戰前的原話。果然，半年之後，中途島一戰，美國開始全面反攻。

那時候的美國究竟強在哪兒呢？
二戰前，日本的工業產值佔世界的3.8%，美國工業產值佔世界的38.7%，底特律一條街的汽車比全日本的日車都多。二戰爆發後，美國迅速把全國的工業能力轉向武器製造，從1941年到1943年，美軍坦克產量從4052輛飆升到29497輛，翻了五倍。二戰期間，美國造出了262524架飛機，在整體質量比日本高N個等級的情況下，數量還超過日本和德國的總和。這些飛機坦克，美國還不是自己用的，而是給英國、法國、北非戰場、中國戰場整個反法西斯戰線一起用，還綽綽有餘的。日本投降，二戰結束時，美國突然不用造飛機坦克了，幹得正起勁的工人們還頗有些失落：建國200年都沒這麼好的工廠效益，這咋還不打了呢？美國兵工廠的那種感覺，恐怕只有現在中國的口罩廠能夠體會了。
二戰期間在工廠里造炮彈的美國大姐
注意了，節目開始了！這段歷史隱含了一個重要的問題：美國在戰前生產的都是民用汽車，為啥變魔術似的說生產坦克就能生產坦克，還能毫無鴨力地運到亞非歐呢？

答案很簡單，因為當時的美國擁有一個非常發達的「工業基礎系統」，從四通八達的公路鐵路海運網路，到上下游完整的生產線。這就像有了地基，你既可以在上面蓋炮房，也可以在上面蓋炮樓。這也稱為「基建」（基礎建設），是能夠製造生產力的生產力。
爸爸的爸爸叫爺爺，生產力的生產力叫「基建」。當時的美國可以一臉壞笑，對已經被打得和月球表面一樣的中國說：基建是個好東西，希望你也有。八十年過去了，我們終於有了史上最強的基建，公路遍布各村，高速公路遍布各市，高鐵遍布各省，西電東送南水北調。美國人一偷懶，勤勞的我們就在東南沿海建起了全世界獨一無二的工業分工體系。珍珠奶茶速食麵，火鍋米飯大盤雞，床單被罩安全套，螺絲螺母電路板，只有你想不到的，沒有我們做不出來的。壯哉天朝，前途大好，這盛世如你所願。。。然而歷史是個老司機，總是在你不經意間一個急轉彎，衝上秋名山。「計算機」這傢伙，本來只是在戰爭中用來計算彈道的無名小卒，沒想到二戰後飛入尋常百姓家。這下事情朝著奇怪的方向去了：人手一部的計算機生生在現實世界之外製造出了一個「平行世界」——互聯網。在互聯網裡，什麼山川河流大海國境線之類的阻隔全都被抹平了，人和人之間交流的唯一障礙只剩下文化和語言。正如1987年中國發出的第一封電子郵件里寫的那樣：越過長城，走向世界。（別笑，這是原話。）這個平行世界在每個人的腦海里開闢了「第二戰場」，而且像個泡泡一樣越長越大，漸漸地人們抱著電腦手機，每天分配在上面的時間越來越多。第二戰場的「戰事」都快超過第一戰場了，大有小三上位之勢。

1995年，美國人搶購 Windows95
到了2020年，甄嬛眼看就要逼宮皇后，人們忽然發現一個要命的事實：為物理世界所做的基建已經成百上千年，為平行世界所做的基建才剛剛上路。平行世界需要基建咩？既然是計算機創造出來的世界，最重要的基建之一當然就是——計算力。從「計算力」的視角看這個操蛋的世界，你瞬間就像有了一副透視眼鏡，能立刻讀懂各個玩家的「底牌」。接下來，中哥就帶你重溫一下這些緊張刺激乾淨衛生的「計算力里程碑」。（一）一場「世紀大交易」電影里，主人公動不動就和魔鬼做交易。現實世界沒有魔鬼，只有美帝，我們只能和美帝做交易。計算力的第一個里程碑：90年代引進西方的晶元、PC和操作系統。

人們經常會犯一個錯誤，那就是把現在的問題簡單歸罪於過去的某個選擇。
有關計算力，一個流傳很廣的判斷就是：現在我們在晶元上落後於美國，就是因為當年選擇了「造不如買，買不如租」的策略。導致我們大量進口晶元，養肥了 intel，自己的晶元產業卻被徹底摧毀。這也是現在很多人罵聯想「美帝良心」的邏輯出發點。目測現在裝滿美國晶元的小米手機也有這個趨勢。。。罵得倒沒什麼不對，中哥不抬杠。不過我很好奇：退回到過去，如果我們真的能閉關鎖國，美帝的晶元一顆都不允許進來，我們的歷史會怎樣發展呢？有一點可能大概率發生，那就是「全中國人用到高性能的個人電腦」這件事很可能推遲十年或者更多。我們用的操作系統也大概可以參考朝鮮的紅星操作系統。（當然，紅星系統也挺漂亮。）
我突然想到了雷軍的故事。

當年雷軍加入金山，和求伯君他們一起，完全靠自主研發，搞出了中國人引以為傲的 WPS。求伯君出席發布會都穿中山裝，說：「中國人不能沒有自己的衣服，也不能沒有自己的軟體。」
後來怎麼樣了呢？90年代在和微軟 Office 的交鋒中一敗塗地。那時候，正版 WPS 480元，正版 Office 97元，盜版 Office 5元。就算 WPS 的盜版也賣五塊，可是上百個「國產司機」研發的 WPS 當然不如幾千「美國車神」研究的 Office 好用。老百姓們安裝盜版盤的時候，可就把民族精神什麼地拋在腦後了，哪個香就裝哪個。。。

1997年，同場競技的 WPS 和 Word
也許正是這段經歷，讓雷軍明白了：「民族精神是要有，但前提是要活到下一集。」於是在小米的創業過程中，他肯定不願意在同一個地方摔倒兩次。別管小米手機里現在有多少美國晶元，起碼小米活得還很好，所謂君子報國，十年不晚。有人會說，我們寧可用「紅星OS」，也要在晶元上爭口氣！假如國家強制支持國產晶元，電腦不好用，我們就不上網，不玩遊戲不就得了，每天跳皮筋捉迷藏一樣開心，還能鍛煉身體。這樣忍一忍，不就忍成晶元強國了嗎？

然而，這世界是個蝴蝶效應的系統，你改了初試設定，後面一定會引發連鎖反應。
當年如果排斥美國晶元，代價很可能是：我們一直無法使用國際上最先進的晶元，基於晶元的軟體發展也會隨之被拖慢，中國互聯網人口的增長會減速，於是，中國計算力的第二座里程碑很可能會被推遲。計算力的第二座里程碑：「雲計算」的創世。這裡有個很有趣的知識點：翻開歷史，中國舊基建是由國家主導建設的，而新基建的歷史卻是由民企書寫的序章。說到雲計算的創世，大概繞不過阿里雲。
阿里這麼偉大的嗎？

並沒有。其實不用避諱，民營企業，主要就是奔著掙錢去的。什麼科技向善、實業報國，其實都是掙錢的副產品。有當然更好，沒有也行。
中哥在《大數據時代的狗》那篇文章里寫過，2008年，王堅博士被挖到阿里巴巴，最主要的目的就是為了建立一套大數據分析系統。大數據分析的目的，說白了就是要把商品更精準地推送給剁手黨，讓他們花更多的錢買買買。大數據分析系統，在當時基本屬於計算機應用科學王冠上的明珠。要想有明珠，得先造個王冠。大數據系統必須跑在雲計算上，所以這個王冠就是雲計算。說到這，岔出去講幾句。其實在當時，最有希望奪下雲計算王冠的是百度。百度出於廣告業務的需要，比阿里更早地研發出了一套雲計算系統。只是百度覺得，雲計算系統只是個「基建」，只有個地基就拿出去賣錢，那不是奸商么？得在上面蓋好樓盤再賣啊！百度所謂的「樓盤」，就是基於雲計算的人工智慧。於是百度執拗地開始研究人工智慧，一錯神的機會，阿里雲沖了出去，再一錯神，連騰訊雲都衝出去了。猶豫就會敗北，百度只能假裝看不見，咬牙繼續蓋樓。萬萬沒想到，這個樓是真費錢啊，才蓋到一半兒，封頂無望，錢都快花光了，怎麼辦？老本行「競價排名」那還能搞出來點錢不？什麼？不能？不能也得能！！！於是，技術實力最強且不想做奸商的百度卻陰差陽錯成為了公眾眼裡最奸商的奸商，簡直就是奸商本商。。。扯遠了，說回阿里雲。

其實阿里雲的創立者王堅幾乎就要復刻百度的命運——阿里雲蓋到一半兒，也沒錢了。不僅沒錢了，連人都跑光了。
當時阿里雲員工的感覺，就像是1934年一個毛頭小夥子剛剛滿懷信心入了黨，結果黨中央要戰略轉移，開始爬雪山過草地地長征。如果不是最堅定的無產階級戰士，肯定是經歷不住這種考驗的。。。幸虧啊，幸虧，幸虧馬雲爸爸在全體大會上穩住陣腳：「我一年給阿里雲投10億，投上10年，到時候再看！」實際上，王堅博士喊了五年的信仰，最後是被馬雲花10億給撈回來的。
馬雲和王堅
所以中哥一直說，拋開金錢談信仰，就是耍流氓。（馬爸爸退休之前的「福報論」不就是拋開金錢談信仰么。。。）阿里雲這群瘋子死去活來一折騰，客觀上卻給全中國建立起來一個雲計算的底座。當然，如果說中國的雲計算底座僅僅有阿里雲是不客觀的。應該這樣說：在中國最大的雲計算底座阿里雲的鼓舞下，一眾大公司和創業者都開始堅信「雲計算」這條道路，敢於把命運賭在其上。（用人話說就是，阿里看到錢了，大家都想分一杯羹。）於是，眾人拾柴。騰訊雲、UCloud、金山雲、百度雲、華為雲、電信天翼雲這一眾英雄衝出歷史的塵埃，踩著更多如今已經湮滅在時光洪流中成千上萬的雲計算廠商的屍骸，殺了出來。直到這時，他們才顧得上喘口氣，回望太平洋對岸。亞馬遜的 AWS，微軟的 Azure，谷歌 Google Cloud 形成美帝的雲計算基礎設施，開始全球擴張，而在這千鈞一髮的時候，中國雲計算企業拍馬趕到戰場——最先起跑的阿里雲，還有很早就出海的 UCloud，還有靠遊戲碾壓世界的騰訊，還有在2000年左右就完成國際化的華為，都迅速頂住美國雲計算廠商的進攻，在世界棋盤上圈住屬於自己的地盤。
這個是2016年全球三大雲計算廠商計算中心的世界分布，黑色的點位是阿里雲
了解了以上，我們再來回看中國計算力的歷史，來路就很清晰了。如果不是當年藉助美帝的晶元讓 PC 在中國普通家庭里快速普及，就不會有上億的互聯網人口，也不會有如此多的網購、遊戲玩家和內容消費者，如此，阿里巴巴也就不會有衝動去建立大數據分析系統，阿里雲在2008年創世的可能性就會大大降低，在這一波美國雲計算公司的全球擴張浪潮中，我們很可能又簽個《辛丑條約》之類的。條約一簽，再想翻身有多難，可以參考1900年。回到我們的話題，總結成一句話應該是：在歷史的長河裡，我們用晶元的代價爭取了寶貴的時間，換回了世界頂級的計算力基礎設施——雲計算。你會說，那晶元這一課我們就永遠補不上了嗎？別急，故事還在繼續。（二）「社畜」一樣的伺服器地基之所以堅固，是因為它由混凝土澆築而成。雲計算之所以堅固，是因為它運行在一個個靠譜的伺服器之上。伺服器這東西聽上去很專業，其實說白了一點都不神秘，就是大號的電腦主機。假設把雲計算比作人的思維，那麼伺服器就是產生思維的這個大腦實體，對，就是你吃火鍋涮的腦花。
這就是豬界伺服器
你可以簡單地認為，電腦和伺服器的發明者都是一個公司：IBM。
IBM 最早的大型機伺服器 System360
又是美帝的公司，真讓人泄氣。「那不用問，中國雲計算死去活來搞了那麼半天，肯定跑在 IBM 的伺服器上吧？」你錯了。中哥都說了歷史是個老司機。在伺服器領域，歷史又趁你不注意，一個急轉彎，開上了秋名山。本來，IBM 可是一手好牌，倆王帶四個二。
當時日本東海銀行就買了一台 IBM System 360，員工們終於可以扔掉了算盤，早下班陪家人了。IBM 伺服器暢銷到什麼程度呢？2008年前後，阿里巴巴買 IBM 的伺服器（小型機），那就跟玩兒似的。為了維持業務，恨不得淘寶網的利潤的一大塊都要用來買這貨，可想而知 IBM 做夢都能笑出來。結果呢？剛才說了，王堅到阿里巴巴，要做大數據分析系統。而大數據系統是很耗費計算力的。打個比方吧：如果說一般的數據系統好比一輛轎車，百公里也就燒十個油，那麼大數據系統就是民航飛機，跟喝汽油一樣。需要的計算力大了幾個數量級。這玩意兒要是再跑在 IBM 的小型機上，那阿里的生意不要做了，光買 IBM 伺服器就能買到破產，一年到頭估計還得欠 IBM 好幾個億。於是，阿里巴巴決定，新做的阿里雲系統堅決不能跑在 IBM 的 Power 架構伺服器上，而是要跑在便宜的 x86 伺服器上。x86 伺服器，說白了就是使用 intel 晶元的伺服器，你日常用的個人電腦就是 x86 架構的。Power 架構是 IBM 提出來的，所以他自然就會守著這個架構不放，覺得個人電腦的 x86 架構難堪大用。當時雖然在 IBM 內部也有 x86 架構的伺服器團隊，但是基本上就是「後娘養的」，連個窩頭都吃不上。結果，死貴死貴的 IBM 終於成了各大廠商圍毆的對象。阿里巴巴專門發明了一個詞，叫「去 IOE」，其中的「I」就是 IBM。要不是恨到了一定程度，不會專門起個名罵它的。。。其實，阿里巴巴弄得這麼熱鬧，完全是自找的。因為騰訊和百度就壓根沒考慮過 IBM，他們從一開始就在用 x86 架構的伺服器。（這是因為阿里巴巴的電商業務對數據準確性和計算力要求更強。）x86伺服器哪家強？在那個時代，國際上最強的 x86 伺服器廠商應該是戴爾和惠普。這很合理，因為他們過去就是生產個人電腦的。好不容易把 IBM 搞掉了，替換它的還是美國公司。。。故事講到這裡，終於有一家中國公司強勢插入我們的主線故事，那就是浪潮。相比阿里巴巴，了解浪潮的人就少多了。浪潮脫胎于山東電子設備廠。想當年中國第一顆衛星東方紅一號裡面，就有他們生產的晶體管。在90年代，浪潮的帶頭人孫丕恕就主持研發出了中國第一台 x86 的伺服器，他也被稱為中國伺服器之父。
中國第一台 x86 伺服器，浪潮 SMP2000，裡面有10顆 intel 「486」CPU
由於研發出了最早的 x86 伺服器，國家863計劃把後續研究 x86 伺服器的重擔都交給了浪潮。這麼一指派，就陰差陽錯地讓浪潮站在了歷史的風口上。這一波雲計算的興起，浪潮可算是抓住機會，奔走在各大雲計算廠商之間。論價格，我比國外伺服器便宜，論定製化，我什麼姿勢都能給。（參考《浪潮網戀史》）眼看浪潮如今（2020年初）已經衝到了伺服器世界第三的位置，不僅行銷全國，還賣到了亞非歐美拉，中國人倍有面子。當然，緊隨其後的還有「彪悍的人生不需要解釋」的華為和收購了 IBM x86 伺服器業務的聯想。
x86 伺服器
注意，這裡有一個很有趣的現象。x86 伺服器之所以能流行，是因為它是一個開放的生態，intel 只生產最核心的那塊 CPU，至於伺服器的其他部件，它給出標準，誰生產都行。這有點像手機，反正就是晶元、電池、主板、外殼，不需要很高的技能就可以組裝。這樣的話就會導致一個結果：品牌機肯定便宜不過山寨機。於是，在伺服器領域，也出現了一票「山寨機」。這些山寨機一般是由戴爾、惠普在台灣的代工廠所生產的，由於不掛戴爾、惠普的標，所以也叫「白牌伺服器」。白牌伺服器很便宜，炒雞便宜。
白牌伺服器
於是，我們走到了計算力的第三個里程碑。計算力的第三座里程碑：伺服器的「社畜化」。在現代工業體系的加持下，伺服器越來越像社畜。你出門買一袋鹽，會很在意你買的是什麼牌子么？大多數人不會。工頭讓你去買磚，你會去特意買什麼品牌的磚嗎？也不會。老闆招一個程序員，會關心他身高體重家庭背景嗎？不會。為啥呢？因為在現代化工業體系下，鹽和鹽基本都一樣，磚和磚基本都一樣。社畜和社畜差不離。同理，伺服器和伺服器也很類似。而且，雲計算廠商之所以敢放心地購買白牌伺服器，還有一個原因，那就是上層的軟體系統已經被打磨得很完善，壞一台伺服器，軟體立刻就把工作負載無縫轉移到別的伺服器上。就好像你突然進了 ICU，老闆一分鐘之內就可以把你的任務分給其他社畜，你死不死，無，所，謂。

還記得我們之前說的么：計算力的底層是伺服器，伺服器的成本很大程度上會決定計算力的成本。降低伺服器成本的秘訣你可能猜到了，只有三個字：富士康。當然，富士康只是代名詞，在伺服器代工領域的大佬是英業達、緯創之類。它們都是台灣公司，而台灣是中國領土不可分割的一部分。說到這，中哥又要重複一遍我們的中心思想了：「在歷史的長河裡，中國用晶元的代價爭取了寶貴的時間，換回了世界頂級的計算力基礎設施——雲計算。雲計算又反過來把伺服器產業鏈抓在自己手裡。」你可能會說，伺服器代工廠都在台灣，這不保險吧。。。確實不保險。其實，中國大陸已經崛起了很多代工廠，例如比亞迪就剛剛接手了華為手機的代工，聞泰科技一直為小米手機代工。前段時間，郭台銘也很有誠意地把富士康的一部分挪到了大陸來上市，名為工業富聯。故事講到這，你會發現，我們擁有雲計算技術，也可以把控伺服器代工產業，整個計算力鏈條里，只有一件事兒似乎還超出我們的控制，那就是伺服器里的晶元。終於到了晶元。（3）「晶元」，出來混總是要還的中國人一直想在晶元上擺脫「卡脖子」的，例如龍芯、飛騰、兆芯。我們最初確實想用這些晶元替代 intel，進入中國的個人電腦市場。但是這條路已經被證明失敗了。因為 intel 和 windows 形成了聯合生態，想用 windows，就得用 intel。當年把 intel 「引狼入室」的那一刻，就註定了我們很難再把 intel 替換掉。（別說中國人，美國人也換不掉。只不過 intel「恰好」是個美國公司。）
特德·霍夫是 intel 第12號員工，他發明了世界上第一個 CPU。上圖是他和第一款 CPU intel 4004 的示意圖。但是，隨著計算力作為基礎設施存在，晶元的自主可控希望又回來了。因為人們需要的是計算力，而計算力底層是伺服器，伺服器底層才是晶元——只要能提供計算力，底下愛是什麼晶元就是什麼晶元。例如華為，就在做一款 x86 架構的「備胎」，基於 ARM 架構的處理器：鯤鵬處理器。ARM 和 intel 有什麼區別呢？intel 會把生產好的晶元賣給全世界，ARM 卻賣「圖紙」——晶元 IP 授權。其他公司買了這個授權，可以自己找人去生產。簡單說：如果把 intel 比作賣大米的，那麼 ARM 就是賣種子的。如果沒了大米，我們下個月就餓死。如果沒了種子，我們明年才餓死。。。所以，你大概明白：從 intel 換到 ARM，說白了是從一個依賴換成了另一個依賴，只不過依賴變小了。
不過，ARM 是一家英國公司。而且 ARM 被軟銀收購了，也算是一家日本公司，這和美國有關係嗎？有關係。研究 ARM 晶元的主力工程師都是美國人，美國人威脅說：晶元里有超過 25% 的美國技術，美國不同意，ARM 隨便賣就違法！2019年，ARM 就因為美國的威逼利誘，宣布暫停和華為的合作。不過英國人也很剛，後來完成了法律方面的確認，說我們的技術跟美國人沒關係，100%屬於英國，想賣誰賣誰，繼續和華為做生意。看到這，你可能都煩了，怎麼說來說去，晶元總也擺脫不了對美國的依賴啊？別急，接下來就到了我們的第四個里程碑。計算力的第四座里程碑：晶元開源。要我說，華為依附於 ARM 做了這麼多年晶元，最主要的目的其實是鍛煉一支可以「魔改」晶元的隊伍，有朝一日找到新機會，這支隊伍可以直接殺出去從頭設計一套晶元。其實，在晶元領域，已經出現了一個「沒有國籍」的架構，這就是始於加州大學伯克利分校的 RISC-V 開源架構。開源，意味著全世界的大神都在給這個架構做貢獻，代碼也是完全免費公開的。於是，再也沒有人可以用任何理由來控制它。
RISC-V 的處理器原型，2013年
說到這，又得說回咱們的夢想家，中國雲計算第一把交椅的所有者，阿里巴巴。2018年，阿里巴巴收購了晶元公司「中天微」，重組為「平頭哥」。這名字一看就是馬雲給起的，所謂「生死看淡，不服就干」。沖這名字，也是一場大戰在所難免的節奏。。。平頭哥推出的第一款晶元IP——玄鐵910，就是基於 RISC-V 架構的。
當然，目前 RISC-V 架構主要用於「小玩意兒」上，例如物聯網設備，難以作為伺服器晶元。但是想當年 ARM 晶元也被認為是用在小玩意兒上的，如今不也被華為用來做伺服器晶元么？有大佬認為，隨著 RISC-V 的成熟進化，計算力會迅速提高，大概五年之後，它就可以應用在伺服器上，作為排在 intel 一號備胎 ARM 後面的二號備胎。這並不意味著雲計算廠商真的要用 RISC-V 替換掉 intel 的晶元，只是如果中華民族真到了「最危險的時候」，intel 不賣給中國晶元，ARM 也不賣，那我們沒有白面至少還有棒子麵。但想餓死中國的計算力，那是不太可能了。而且，在晶元領域正在發生一個影響極其深遠的變化。受限於科學天花板，晶元技術的步伐已經放緩了，intel 都被稱為牙膏廠好久了。這個時候，要想提升計算力，最好的方法就是從「通用計算」變成「異構計算」。「通用計算」和「異構計算」有啥區別？舉個例子你就明白了。通用計算就像是大學生，學好數理化，走遍天下都不怕，絕大多數職業都能幹。異構計算就像是博士後，在一個非常窄的行業里他是專家，但是如果逼他做其它行業的事情，很可能效率奇低。例如，人工智慧晶元就是典型的「異構計算」。在這個領域 NVIDIA 是領頭羊，但並不是不可撼動的巨頭。全世界有技術力量的公司都在開發屬於自己的AI晶元，這其中也包括阿里巴巴、華為、百度等等。綜上所述，中國企業造晶元，各方面所受到的限制都在快速減少，中國晶元的春天才剛剛來臨。不過剛才我們說的，其實都是晶元設計。然而，即使中國掌握了全球頂尖的晶元設計技術，我們還面臨一個更巨大的問題：沒辦法把晶元造出來。因為，造晶元需要一種究極神器——光刻機。（四）物理世界和網路世界的交匯點——光刻機光刻機的技術有多高級，看看這個知乎提問，可以感受一下：
有人這樣形容光刻機：這是一種集合了數學、光學、流體力學、高分子物理與化學、表面物理與化學、精密儀器、機械、自動化、軟體、圖像識別領域頂尖技術的產物。它大概長這樣。
光刻機示意圖
別看說得這麼熱鬧，其實這玩意兒的工作原理就是用「紫外線」作刀，對晶圓進行雕刻，讓晶元上的電路變成人們想要的圖案。四個字形容：「硅上雕花」，跟揚州修腳的「肉上雕花」一個意思。
這是刻出的晶元圖案
不過，同樣是「雕花」，你看看數據就知道光刻機比修腳師傅厲害到不知哪裡去了。現在最先進的 EUV 光刻機可以做到的「雕刻精度」是7nm，這相當於一根頭髮的萬分之一。由於要達到這樣的雕刻精度，在雕刻的過程中晶圓需要被快速移動，每次移動10厘米，可是誤差必須被控制在納米級別。這種誤差級別相當於眨眼之間端著一盤菜從北京天安門衝到上海外灘，恰好踩到預定的腳印上，菜還保持端平不能灑。做出一個晶元大概需要3000步工序，由於每一步都是「硅上雕花」，有一定失敗概率，三千步下來，要想讓最終的成品合格率大於95%，那麼每一步的失敗率就必須小於0.001%。為了達到這種效果，最先進的光刻機上有10w個零件。（一輛汽車大概是5000個零件）光刻機就像科幻小說里的蟲洞那樣，這邊是物理世界，那一邊是賽博世界。
以前，全世界能批量生產高端光刻機的廠家只有三家，荷蘭 ASML，日本的尼康和佳能，但是最新一代光刻機研發燒錢燒得太邪乎，尼康和佳能基本已經棄療了。目前，ASML 一家佔據全球光刻機市場的85%，利潤的107%。2012年，在研究最新的 EUV 光刻機時，ASML 也覺得研發費用無底洞，想放棄，差點從 ASML 變成了 AWSL。結果那些等著光刻機續命的晶元企業慌了，intel、三星、台積電從家裡拿來大幾十億美元支持 ASML，求它再堅持一下。於是，ASML 終於造出了能製造 7nm 製程晶元的光刻機，每台賣一億美元。。。一億美元，其實不貴，也就北京幾套房。但問題仍然是：光刻機不是你想買，想買就能買。說到這裡，就要提到1996年簽署的《瓦森納協定》。瓦森納協定本名叫「瓦森納安排機制」。簡單來說就是：美國帶著他的小夥伴不把東西賣給別的國家。我不知道都有哪些國家被「安排」了。反正中國是被安排得明明白白的。就拿光刻機來說，中國台灣的台積電想買多少有多少，而大陸版的「台積電」——中芯國際——訂了一台7nm光刻機，據說到現在都沒拿到出口許可證。於是，目前中芯國際最精細的製程是14nm。這就導致一個結果：截止2020年春天，中國大陸沒有製造7nm製程晶元的能力。而目前最尖端的晶元，例如華為手機的最新晶元（麒麟980、麒麟990）已經是7nm製程的，如果台積電被逼選邊站搞事情，中國大陸企業就很難受。中國可以生產光刻機嗎？答案是：可以。中國最牛的光刻機生產商是上海微電子裝備公司（SMEE），它可以做到的最精密的加工製程是90nm，相當於2004年最新款的 intel 奔騰四處理器的水平。
SMEE 的光刻機
別小瞧這個90nm製程的能力。這已經足夠驅動基礎的國防和工業。哪怕是面對「所有進口光刻機都瞬間停止工作」這種極端的情況時，中國仍然有晶元可用。在這種情況下，「斷供」就達不到「弄死人」的效果，最大的作用其實是「談判籌碼」，不會真的發生。於是，中國這兩年晶元進口價值超越了石油，蔚為壯觀。計算力「基建」的最後一顆龍珠也基本穩住。這些晶元進入了伺服器和移動設備，成為了雲上算力和端上算力，組成了龐大的「互聯網基建」，組成了下一個大時代的入場券。這篇文章寫於2020年，如果你來自未來，你可能還會記得這一年是個特殊的年份。這一年，病毒來襲。好多人都宅在家裡，對著網上的菜譜做飯，對著攝像頭開視頻會，在微信和釘釘里商量方案。這一年，很多生產線的調度管理任務開始被自動化系統接管，比人效率更高，出錯更少。很多機器人奉命在樓宇中噴洒消毒劑，還接管了快遞的配送任務。這一年，人們為了對抗病毒，在武漢修建了火神山雷神山兩大醫院，醫院所有的計算力都來自於雲端，人工智慧幫助醫生查看患者肺部的片子，為搶救生命節省寶貴時間。杭州、北京的專家可以通過5G信號和奔騰的光纜，遠程為患者做實時診療。這一年，巨頭們火速開發了基於大數據的健康系統，掃一個碼就能同步所有健康信息。這一切，都依賴於我們的計算力基建。
這是2020年春天，小朋友通過「雲課堂」上課

雷神山醫院在用 AI 做肺炎診斷
（五）槍和玫瑰我們的故事得停在這裡了，因為未來尚未發生。你可能覺得慚愧，在中國計算力這個宏大的故事裡，自己好像並沒做什麼貢獻。不過中哥得說，你的貢獻很大。1998年你打開「紅警」「仙劍」的時候，2000年你進入網易聊天室的時候，2004年你小心臟怦怦跳著註冊QQ號的時候，2005年你心驚膽戰地在淘寶上下第一單的時候，2010年你把諾基亞換成跑著安卓系統的 HTC 的時候，2014年你刷著微信朋友圈憤世嫉俗的時候，2017年你羞澀地發出第一條抖音視頻的時候，2020年你第一次使用釘釘遠程開會的時候，都在為這個國家的計算力「基建」做貢獻。於是，每個人具體的生活軌跡和奮鬥歷程，匯成了技術史的一個側顏。14億人用了30年，望見了計算力的珠峰。科技不僅能製造原子彈，也可以煮出茶葉蛋。科技並不僅僅能計算彈道軌跡，也可以計算外賣的最佳路徑。科技讓你我這樣的普通人也能在歲月里獲得快樂、安寧、勇氣和尊嚴。科技是槍，也是玫瑰。有時人們持槍遠征，荒廢了玫瑰園；有時人們沉迷園藝，家園卻被鐵蹄踏平。而在那些偉大的故事裡，人們手握鋼槍，身後鮮花盛開。
再自我介紹一下吧。我叫史中，是一個傾心故事的科技記者。我的日常是和各路大神聊天。如果想和我做朋友，可以搜索微信：shizhongmini，微信公眾號：淺黑科技（qianheikeji）
知乎鏈接：史中：14億人的戰爭：中國人用了30年望見計算力的珠峰

國產光刻機的開發只有一家：上海微電子裝備。成立於2002年，真正從0開始，十幾年就做這一件事，非常不容易。目前iline，KrF，ArF均已實現突破，當然在生產效率上和量產設備有很大差距，但是從0到1這個是毋庸置疑的。後面應該還需要幾年去追趕ASML，Canon，不能說差距有多少，至少今後光刻機全球市場上出現了第四個選擇。浸沒式光刻機也在研發中。

很多人看不上眼的90nm光刻機，上海集成電路研發中心有2台。後續的新型號是以此為基礎的量產型號，所有機型都將採用雙工件台

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國產浸沒式光刻機：

不是中國人造不出光刻機。
我國早在60年代就曾自主探索光刻機領域且製造技術在當時世界各國中較為先進，那時如今的光刻機巨頭ASML還沒誕生，日本的Nikon和Canon於60年代末才剛剛開始進入這個領域。

1962年我國第一代硅平面晶體管問世。而平面工藝，主要就是利用光刻技術和二氧化硅膜的掩蔽作用來進行選擇擴散和電極的蒸發^[1]。
隨之而來的是1965年，我國第一塊集成電路問世，基本說明我國利用光刻技術製造集成電路的時間線可以推到60年代中期。
可見，中國光刻工藝的研究，雖比美國稍晚，但跟日本差不多同時起步，比韓國、中國台灣早10年。
到70年代，中國電子元件的規模製造已在幾個主要城市開展。1972年，武漢無線電元件三廠編寫出版了《光刻掩模版的製造》，如圖所示。

1965年中國科學院研製出65型接觸式光刻機。隨後上海光學機械廠也試製成功了半自動接觸式光刻機^[2]。

1970年代，中國科學院也開始研製計算機輔助光刻掩模工藝。
70年代末，中國科學院半導體所開始研製JK-1型半自動接近式光刻機，並在1981年研製成功兩台樣機^[3]，並在生產線中投入使用。

清華大學研製第四代分步式投影光刻機，並在1980年獲得成功，光刻精度達到3微米，接近國際主流水平。機電部45所也研製出了分步光刻機樣機，採用436納米G線光源。

但是很可惜，在1980年代放棄電子工業的自主攻關，諸如光刻機等科技計劃被迫下馬。
像上面提到的武漢無線電元件三廠，1994年破產改制，賣副食品去了。
多說一句，從今天來看，當年退局大概是因為當時並沒有完整的產業鏈，儘管單項技術當時在世界諸國中並沒有落後太多。當然如果強行硬上，會帶來一定的經濟成本和其他相關技術跟不上的困難，但在十餘年中基本上放下攻關還是不理智、不長遠的。上海微電子在2002年承擔光刻機攻關項目時還聘用了45所從事分步投影光刻機的技術人員，可見這十餘年間光刻相關技術人才出現了斷檔。
中國這些年打下了中下游的大半壁版圖，並一直向產業上游進軍，是形成完整產業鏈的一種方式。而以特朗普為代表的一股力量現在想把部署數十年的全球產業鏈變成本土產業鏈，恐怕之後各國都不好受（即使是美國，怕是也要面臨數年的工業迴流期帶來的產能效率問題）。

參考

^利用光刻技術和二氧化硅膜的掩蔽作用來進行選擇擴散和電極的蒸發 https://baike.baidu.com/item/%E5%B9%B3%E9%9D%A2%E6%99%B6%E4%BD%93%E7%AE%A1/8918982?fr=aladdin

^《儀器製造》,1981,NO5,P45

^《光電工程》1981年第05期

沒想到，有這麼多人關注，國產光刻機的發展。
一時興起，在網上進行了資料的搜索。
我覺得要搞清楚差距，我們需要了解光刻機的發展，和世界頂尖大廠的發展，才能比較客觀的認識到，我們的差距和我們的努力。
本文中的時間說明，40年代為40~49
光刻機有什麼用？
有同學會好奇，光刻機到底是什麼樣定位？為什麼我們要這個重視光刻機？
光刻機是光刻技術的載體，而光刻技術是晶元技術的重要部分，如果想要自主生產晶元，光刻機是必要的。就像工業中的機床一樣。
隨便一體，機床中有一個皇冠級別的類型，那就是五軸機床。這個機床我們現在也還是無法國產。
那我們肯定要聊聊現在光刻機製造的明星公司，ASML。
ASML的前身是ASM，「先進半導體材料」
下面的文字內容主要來自於這篇推送，下文只是刪減一部分，特此說明
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【歷史】光刻機之戰（續）?
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簡單的開始
ASM老闆Arthur del Prado出生於當時還是荷蘭殖民地的印尼，父親有猶太血統。二戰時十
太平洋戰爭結束後，Del Prado也回了荷蘭上大學並後來考取了哈佛商學院。二十六歲時，他到矽谷旅行，見識到剛剛起步的晶元行業，便被深深吸引了。

畢業後，Del Prado帶著一小片晶圓和500美元回到荷蘭，創建了「先進半導體材料」公司，ASM就是公司的縮寫。
Del Prado的公司很成功，他準確預判了晶元業的偉大前景，並夢想打造歐洲的矽谷，但是傲慢的飛利浦卻多年都不理他。Del Prado在報紙上撰文說，他在美國可以很容易約到IBM或HP談合作，但在家鄉卻很難約到本土巨頭。
ASML的誕生
直到1983年ASM在納斯達克上市兩年後，飛利浦的一位高管讀報時才意識到這傢伙還是有點錢可以聊聊的。
雖然Del Prado苦苦追求，但雙方合作談了一年多，飛利浦還是覺得ASM太小玩不了光刻機，並不看好其未來。所以在雙方決定合資公司(即ASML)各出210萬美元時，飛利浦有點狡猾地把16台還沒做好的庫存PAS2000光刻機折價180萬美元算出資。
Del Prado當時可能不很清楚，這16台PAS2000因為採用油壓傳動台，配這台機器還需要比機器更大的動力單元而且有震動，很難找到客戶買。
ASML是1984年愚人節成立的，和聯想同歲。
那時正是日本半導體如日中天的時代。NEC和東芝那時的江湖地位就像今天的英特爾和三星。日本生產的DRAM良率遠遠高於美國，逼得兩年後英特爾壯士斷腕。
日本半導體的成功背後，是尼康和佳能兩大光學巨頭的光刻，以及東京電子、日立、迪恩士、住友、東橫等一系列配套廠商的支持。
時代轉變
缺錢缺光學器件的ASML，市場佔有率為零的ASML，拿什麼去競爭呢？
光刻機的原理非常簡單，就是用光把圖案投射到矽片上。然而實現上有兩個難點，一個是如何讓圖案儘可能地小，另一個是怎麼讓生產效率最高。
圖案要多小呢？
最新技術是一平方毫米(比芝麻還小)裡面有一億個晶體管。
生產效率要多高呢？
目前的核心技術是一小時出產近300片300mm晶圓，每片晶圓上千個晶元。ASML的先進光刻機7x24小時工作，全年停機時間不超過3%。
光頭一次只能曝光26x33mm橡皮那麼大的區域，一塊晶圓曝光一遍至少要移動好幾百次。你可以想像光刻機台的移動速度有多快。更何況每次移動的定位要精確到幾十納米，就是頭髮絲的幾萬分之一。
ASML的前輩們從公司一開始就決定好了主攻方向，那就是「定位精準」和「唯快不破」，這個理念稱為後來成功的基石。
讓精密動作到令人髮指的機器7x24小時穩定工作，是工程學上的巨大挑戰。
我們經常看到新聞，說某科研單位實現了多少nm光刻，這時你要理解從實驗室刻出兩條線到工廠7x24之間是有天塹的。
ASML研發前身飛利浦物理實驗室(NATLAB)的特色就是，不在乎成本但是要做到最好。這個偉大的實驗室是CD光碟的誕生地，也是NXP(恩智浦)的誕生地。
所以ASML光刻機的設計原則也是，盡量不考慮成本和售價，但是要做到最精密和最可靠。
ASML在90年代中期的老機型PAS5500，現在還在官網翻新出售。這足可見其可靠性之高。
這剛好契合了半導體廠商的需求，投資以數十億美元計的工廠，最怕的就是停線。設備貴一倍都沒關係，只要能不停運轉，就可以源源不斷地印錢。
其實在這個ASML發展中，我們可以發現，這是一家很硬核的公司，產品就是憑藉硬核的技術獲得市場。有頂級的科研實力，保證了技術的突破。我們可以學習到的是，光刻機的開發沒有什麼可以取巧的地方。
那我們再來看看國產光刻機的發展？
關於國產光刻機的發展主要參考了這篇推送，感興趣的同學可以閱讀原文
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國產光刻機的發展史回顧?
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光刻設計有三個主要的階段，從接觸式光刻（contact printing），到接近式光刻（proximity printing），再到投影式光刻（projection printing）
1977年，我國最早的光刻機-GK-3型半自動光刻機誕生，這是一台接觸式光刻機。
美國在20世紀50年代就掌握相關技術。
1978年，1445所在GK-3的基礎上開發了GK-4，但還是沒有擺脫接觸式光刻機。
1981年，中國科學院半導體所研製成功JK-1型半自動接近式光刻機。
1982年，科學院109廠的KHA-75-1光刻機，這些光刻機在當時的水平均不低，最保守估計跟當時最先進的canon相比最多也就不到4年。
1985年，機電部45所研製出了分步光刻機樣機，通過電子部技術鑒定，認為達到美國4800DSW的水平。這應當是中國第一台分步投影式光刻機，中國在分步光刻機上與國外的差距不超過7年。
八十年代，中國開始大規模引進外資，有了"造不如買」的思想。光刻技術和產業化，停滯不前。
九十年代，光刻光源已被卡在193納米無法進步長達20年，這個技術非常關鍵，這直接導致ASML和台積電在線如此強勢的關鍵。中國才剛剛開始啟動193納米ArF光刻機項目，足足落後ASML20多年。
補充：2002年，台積電的林本堅博士在一次研討會上提出了浸入式193nm的方案，也是現在唯一的解決方案。2010，ASML研發出第一台EUV原型機，歷經30三十年。
2002年，上海微電子裝備有限公司承擔了「十五」光刻機攻關項目，中電科45所把此前從事分步投影光刻機的團隊遷到了上海，參與這個項目。至2016年，上海微電子已經量產90納米、110納米和280納米三種光刻機。
到這個節點，國際上已經放棄了157納米的光源，除ASML掌握了EUV光源技術之外，其他各家使用的都是193納米ArF光源。
2015年4月，北京華卓精科科技股份有限公司「65nmArF乾式光刻機雙工件台」通過整機詳細設計評審，具備投產條件。目前，65nm光刻機雙工件台已獲得多台訂單。接下來公司要完成28nm及以下節點浸沒式光刻機雙工件台產品化開發並具備小批量供貨能力，為國產浸沒光刻機產品化奠定堅實基礎。作為世界上第二家掌握雙工件台核心技術的公司，華卓精科成功打破了ASML公司在工件台上的技術壟斷。
2017年6月21日，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所牽頭研發的「極紫外光刻關鍵技術」通過驗收。
2018年11月29日，中科院研製的「超分辨光刻裝備」通過驗收。光刻分辨力達到22納米，結合雙重曝光技術後，未來還可用於製造10納米級別的晶元。
可以這麼說，國產在努力追趕，在國際上差距是有的。現在是ASML一家獨大，我們也慢慢穩住了腳跟。但是這樣的追趕是沒有止境的，我們需要主動探索下一個技術點，就是像ASML公司一樣。我們已經在現有光刻技術的極限區域，現有的技術最多只能支撐10年不到的科技發展的需要。開始新技術的探索很重要

果然大家很關心，光刻機的國產化，我也根據評論，再補充一些內容，糾正錯誤。
1、五軸機床，國產已有，但是加工精度還有些達不到，珠寶加工是沒有問題的，高精密的工程還需要加油。
2、微信的鏈接，大家可以用搜狗搜索很快，我放上來的鏈接都是失效

再次說明本文以內容重新整合為主，其中內容大量借鑒這兩篇文章，望廣知。
3、對於「造不如買」，我持比較中立的態度，在那個時代，我們要先保證正常的工業生產，買是必要，但是我們不應該只有一種力量，造也必須偷偷進行。同時造也不能大張旗鼓，要不然就會受到壓制，要基本成型，再出山。有道是「悶聲發大財」，這個道理錯不了。
4、最後有志於參與光刻機研發的夥伴們，我們始終相信你們，你們做的工作對於中國來說是至關重要的，就算現在，卧薪嘗膽。將來就可以，為中國，多一把利劍。加油！

第三次更新：回答被越來越來的人看到了，知友們也提出了很多寶貴的意見，那我也再更新一下說明一些我的錯誤。
1、我覺得文章是要負責的，所以在原文，我基本上不會改動，畢竟有錯也是給自己一個教訓，要是偷偷改了，顯得有的太雞賊了，哈哈哈。
2、本文以學習分享為主，本身我也很想了解光刻機。所以主要的工作是收集和重新排版，大家也是看一個信息量，原文章都已經給出。畢竟被人說抄襲，確實不好受。
3、關於五軸機床，哈哈哈，我承認是我的失誤，我觀點基礎來自於
創新中國?
www.bilibili.com
2018年創新中國的記錄片，我覺得拍的很不錯，和大家推薦一下。關於機床，我這邊就不展開了，要是看我文章的朋友，不是很明白，可以看看這個紀錄片和知友的評論。要是有時間我也好好地整理整理相關資料和大家一起分享，畢竟這是光刻機的問題，我們就不展開了，請見諒。
4、最後，說說自己，我算是一個科技愛好者，也知道科技文章的錯誤是可以混淆是非的，在未來的寫作中，也一定會注意。如果真的有問題，我也一定會積極地改進，畢竟文章有人看，誤導人的責任可是擔不起的，不斷進步！

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