系统介绍一下清华的光源和光刻机，中国科技体制缺什么？

来源：纯科学

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1/刨析一篇博士水平的专业文章错在哪里？

我们拿媒体上算是相对非常专业的一篇文章来分析一下它错在哪里，以此使人们对什么是真正的技术有更清晰的了解。2021-07-30 06:40·Jim博士在今日头条上发表的“解读国产光刻机困局（九）：哈工大的EUV光刻机光源”。该文原文的链接附在本文最后[10]。为什么说这篇文章还算是非常专业的呢？因为该文作者的确深入研究了哈工大在DPP-EUV光源上的论文、专利，说话和判断都是有确切出处的。该文的基本结论是什么？主要是以下几个：

第一，2018年12月哈工大论文中13.5nm放电Xe等离子体极紫外光源（DPP-EUV光源）的输出功率只有0.1W（有论文截图为证），实际上掌握的只是十年前（1998年）美国Klosner研究组的DPP技术。早在2003年，Xtreme公司利用Xe气在频率1 kHz条件下放电，研发出了XTS 13-35 DPP极紫外光源样机，该样机在2π立体角内获得35 W极紫外辐射功率。当前ASML的LPP-EUV光源的输出功率为500W。以此功率比较来显示哈工大在EUV光源技术上落后的程度。并且该文在一开始还搞了一个投票，要读者去猜测哈工大的DPP-EUV光源输出功率是多少，从0.1W到200W给了五个选择。

第二，02专项依然以最落后的Xe气等离子体DPP技术作为攻关课题，这只是第一代的EUV光源，而现在已经在发展的是第四代。

第三，大多数技术仅仅停留在2000-2005年这一个时间节点上，也就是说，我们并没有开展任何EUV光刻机产业化的组织和能力。

以上说法有道理吗？当然有道理了，他在文章中全是直接引用哈工大的研究论文和专利，而不是一般的媒体文章连消息来源都没有。后面还很专业地给出了9个参考文献的链接。这个文章作者以博士自称，仅从文章本身写作的专业素养来看，自称博士应当算是名符其实的。但是，我想告诉读者的是：这个作者只能算初懂技术，尤其是对中国的技术发展和科技发展一般规律理解很浅，尤其在实验室里待的时间很有限。

首先分析下为什么中国能以技术发展方向上极弱的判断能力，却在技术方向的把握上几乎从来不会出错的原因。道理很简单，因为中国有规模优势，所以往往采用的策略是不做技术方向的判断，或只做很浅的判断，排除明显不适合的技术路线，然后其他剩下的所有方向全都安排人去低成本跟踪。最后让市场去选择最正确的技术方向。这使得中国在技术方向的把握上几乎从来不会出错，尤其不会错过任何发展的机会。一般人只是看到我们搞成功了的东西，还有很多没干成的，甚至于没干成现在还有人继续在干从而一般人根本不知道也不了解的技术。例如德国、俄罗斯曾干过，后来下马的地效应船，中国现在还有几拨人在干，即使现在没一家干成，未来能不能干成现在也不好说。所以，不要以为DPP是第一代技术哈工大去做了就是什么大不了的事情，从第一代到第四代甚至说不上第几代的创新型EUV光源和EUV光刻机中国全有人在干。

长光所官网上介绍的开发成功LPP-EUV光源原理样机的介绍，转换效率为2.6%。这个就是ASML现在采用的技术路线。

清华在搞的SSMB-EUV光源技术，国外也有一大拨人在研究。只是国外只有ASML一家在做EUV光刻机，如果他不用某个技术方案，那么其他国外研究机构就最多只是搞下学术研究而已。但中国不同，所有可能的EUV光源技术方案中国都有人在搞，可能在EUV光刻机上又是一个群体突破的局面，几种EUV光刻机同时搞出来。这个并不是EUV光刻机的特例，中国在几乎所有技术上都是如此。例如：

• 第四代核电站技术有6种方案，这6种不同技术方案中国都有人在做。

• 几乎所有新能源汽车路线（纯电、混动、氢燃料电池）中国都有补贴支持。

• 所有太阳能技术方案中国都有人在做，甚至所有光伏方案（单晶、多晶、薄膜）中国也都有人在做。有做成的，有没做成的，有没做成暂时不做的，有没做成还在做的。各种光热技术，塔式、槽式、碟式、菲涅尔式也都有人在做。

• ......

所以，如果你只是一个EUV光源的专家，是不可能看懂中国EUV技术和产业发展方向的。中国不可能在技术方向的判断上出错，如果错了，那就是整个这一技术领域根本就不可能成功，那样的话别人也成不了。所以也没什么可担心的。

其次，谈下对0.1W输出功率该如何理解的问题。

中国原来大量的科技项目采用的是一种跟随型策略，就是以最少的研发投入跟踪各个技术的发展，不要被拉下太远了。02专项也是这种政策下的产物。这是准确理解2018年12月哈工大的EUV光源0.1W输出功率的关键。因为02专项的时代背景决定了，它本身只是一个技术跟踪为目的的专项，并不是真的以研发一台实用的EUV光刻机为目标。所以，从技术上验证相关的原理就是其主要目的。这也是上面第三个判断认为中国的工作只是停留在2000-2005年技术水平上的原因所在。在研发经费非常有限的前提下，如果是你来承接这一项目会如何做？那就是功率尽可能小，只要原理上能证明跑通就可以了。因为功率足够小，研发成本才能控制在尽可能少的程度。

从我们所讨论的Jim博士的文章中引用的数据来看，即使是ASML最领先的输出功率500W技术，其光源效率是多少呢？5%。请注意：对此不同来源资料上说法不一。也算是比较权威的赵午教授（杨振宁的弟子，现斯坦福大学教授，最初与清华大学联合推动SSMB-EUV实验的人）的讲座（后面参考文献链接中）中说只有5W，甚至远小于5W。而就是与赵午合作开发SSMB-EUV的清华大学唐传祥教授的论文说“产业界认为 LPP 光源未来可以达到的 EUV 功率最高为 500 W 左右”。他没给出引用数据的出处。两个紧密合作的权威专家说法差这么多，我就不好说什么了。如有哪位高手知道原因请给个回复，先谢过。不过这个区别并不影响我们此处的一般性技术讨论的本质。

即使ASML的LPP-EUV光源，实际产品最初的效率也只是1%。如果哈工大要去制作一个100W输出功率的实验样机，输入的电源功率得准备多大？按1%效率来做计划得10千瓦——5个2千瓦电磁炉同时打开的功率。这么大的功率又得几千瓦空调来降温，否则实验室里的人都得烤熟了。如果再加上其他用电，实验室所需要的电源功率得多少？最起码20甚至30千瓦以上。ASML的EUV光刻机仅仅是EUV光源系统输入功率就在40千瓦以上。我们就假设按10千瓦输入功率算吧，一旦样机开起来，要解决的最麻烦技术问题就不是什么Xe如何产生等离子，而是如何散热和防火。

你见过实验室着火吗？我不仅见过，而且参加过灭火过程。那就只是一个输入总功率才几十瓦的视频处理板在拷机，同时最多200瓦的电烙铁也开着，只是中午实验人员去吃午饭，仅仅一个小时不到的时间实验室里没人就被烤着了。要是实验设备一开起来就是10千瓦的功率，加上其他的20至30千瓦，整个实验室和配电系统都得专门重建，否则每天不是跳闸就是火光冲天，还搞个鬼的研究项目。你只是要去做一下技术原理的验证，哪有钱去重建整个实验室、配电系统，散热系统，防火系统、大功率强力空调系统......一大半钱都得花在与EUV技术原理完全无关的地方。这些问题和EUV技术原理一点关系都没有，而是技术哲学的一般规律性问题。并且，功率大了以后，杂波干扰、非线性等工艺问题会更多。如果是以技术原理验证为目的，在一开始是要尽量避免这些问题，从而降低研发的难度。但在实际开发产品时，有更多经费了，才会去解决这些问题。

网上相对最专业的达到博士水平的文章都如此地不专业，其他文章就更别提了。

2/科学的理论传统与工匠传统——中国科技体制缺什么？

当然，如果只是前面这么说可能很多人还是有疑惑：如果技术一点都不难，为什么我们在那么多领域还是落后呢？只是没有市场应用机会吗？当然也不完全是。现在很多文章说 中国的科技研发效率是美国的至少5到10倍，但事实上中国的研发效率还有至少5到10倍的提升空间。原因何在？科技发展上的思维导向和理念问题。是没有分清两大类不同研发的本质区别 —— 项目研发与产品研发。

我曾写文章谈过另一个被认为特别难的技术，就是碳纤维（参见：中美科技大决战（七）——创新的精神力量）。难到什么程度？中国过去的国防科工委和后来的科技部等部门，组织国家级相关领域最强的技术力量联合攻关了40年都没有突破T300。但知道这个技术最终是靠谁获得突破的吗？是山东威海一位初中学历的村支书陈光威。可惜这位中国科技界的老英雄在他创立的光威复材（300699）上市前仅半年长期劳累过度因病过世了。我国现在大量最尖端的武器装备，像歼20、东风17、歼16、东风26、空间站、登月装置等等装备上用的碳纤维大部分都是光威复材在供货，是不是很意外？我写的介绍陈光威的文章得到光威领导层的一致认可，认为是所有介绍他的文章中写得最好的。所以，我去威海时，接任光威复材董事长的陈光威儿子陈亮夫妇和光威的总经理、总工等领导层很热情地一起请我吃饭。

这个问题特别地奇怪，为什么中国那么多研究员、高工、院士、博导联合攻关了40年没有突破的碳纤维技术，一个初中学历的村支书却全面突破了？搞清楚了这个问题，就知道中国芯片业，乃至于当今中国科技全面突破和全面赶超美国真正需要的是什么！

请问整个芯片领域有哪一个技术是中国集结全国最精锐的力量连续攻关40年都攻不破的？没有吧？反过来，有哪一个芯片领域的技术不是一攻就破的？连续攻了40年都攻不破的技术，初中学历的村支书都给解决了，你还有脸说哪个芯片领域的技术是解决不了的？如果你再认为它难，不是它真的难，唯一的问题就是你那里博士、院士太多了，就是缺一位“初中学历的村支书”。

为什么陈光威可以解决碳纤维的问题？从最一般的技术科学原理上来说，项目开发与产品开发之间有一些特别重要甚至是致命的区别：

• 项目开发是在尽可能良好的条件，尽可能简化的技术要求，尽可能松的成本约束条件下把最基本的技术原理跑通。

• 产品开发是在尽可能恶劣的各种实际条件，各种实际市场、可维护性、实际成本控制等需求条件下，让技术都能稳定地跑通，并且能够低成本地生产出来。

所以，项目开发主要是解决的是技术原理问题，基本上依靠的是该行业专家的知识。而产品开发中，本行业专业技术只是一个基础，它主要解决的是大量该专业范围以外的问题。以上是一切产品开发的共同规律。

以开发一个电路板为例，把电路原理画出来，并且制作出PCB板，把电子原器件焊上去，把原理跑通，这就是项目开发。跑通了项目就可以验收，然后写论文了。但要将它做成一个实际的产品，需要考虑的问题是板子上的所有器件在各种工作环境条件下电磁兼容问题，还有如果发热高了导致某些原器件寿命快速缩短，就会使平均使用时间很短，从而需要解决散热问题。要解决这个问题就涉及到风道设计，功率高的芯片在板子上如何合理的布局才更有利散热等。

另外还有产品运输过程中的抗震，使用中的可维护性，界面操作的美观和方便性。这些大多数与电路原理没关系，涉及的专业知识和解决方法大多不是电子电路本专业。可能是流体力学、热力学、机械结构、美学、人体工学、物流、供应链、财务、营销......

碳纤维的问题不是要解决碳纤维本身的技术原理，而是生产碳纤维过程中其他领域大量烦琐的技术工艺。

核聚变中的1.5亿高温反应核心如何隔离还值得在论文中吹一下。EUV光源的40千瓦功率如何散热虽然解决起来也很麻烦，但值得吹吗？有脸去写在论文里吗？能去说“这是散热的普遍原理与EUV的具体实践相结合的重要突破”吗？要解决产品开发的问题，基本就是在解决这些论文里说不出口的琐碎工艺问题。

举一个我个人的案例。我曾工作的公司销售过一批20多套地面数字电视用的编解码器给美国。到美国实际测试以后，输出码率的频率除了极少数几台勉强合格以外，其他都稍微有一点点超标，大约就是超出标准要求的百万分之一的偏差一点点。麻烦就在于，设备如果联起来看电视一点问题都没有，所有工作全都是正常的，但就是信号频率稍微超标了一点点。

双方的相关工程师，甚至双方总工不断一起开远程会议电视讨论、检查，搞了一个月都没查出问题在哪里，最后美方决定全部退货。说到这里，公知们是不是马上本能的反应是：你看，人家美国技术要求就是严格，就是看测量结果，一点超标都不允许。这个说法有道理吗？当然不能说没道理。我曾在饭桌上讲这个案例时到这里也有人马上提这个说法。但别急，请往下看。

我那时是全球市场总经理，到了美方要退货时，负责北美的市场经理才把这个事情告诉我，在此之前当然本能的反应是找技术人员去解决问题。但我听完马上就猜测出原因是什么了，我让她把美方所有测量数据结果发给我，然后我在手机的科学计算器上用统计功能不到十分钟算出均方差以后告诉她：是对方晶振买错了。应当买1ppm的，但对方买的肯定是2.5ppm的。所以全部设备的输出信号频率正好偏差都超出1ppm而都在2.5ppm以内。因为美国地面电视标准与别人不同，所用的时钟频率也不一样，他们设备上用的晶振也是量身定制的。所以我们为他们定制的设备中晶振中国市场上没有，是他们负责从美国买的。因为两种晶振标号几乎一样，只在一个细微的地方一个是“25”（代表2.5ppm），另一个是10（代表1ppm），如果不注意很容易就搞混了。我让他们按1ppm的要求重新买晶振把2.5ppm的换下来，这个问题就这么顺利解决了。双方技术人员对我能如此之快地解决问题也是震惊不已。为什么双方工程师甚至总工参加讨论了一个月没解决的问题，我十分钟不到全解决了？因为我过去曾经干频率计量有5年多时间，这个对于搞相应专业的人来说就是一个最最基本的常识，根本不好意思吹什么牛，更别提写论文了。但对于不是干这个的人来说，即便是其他领域的专家一时也可能摸不着头脑。—— 懂的人，就是一层窗户纸。不懂的，绕半天也摸不着门。

一个真正合格的总工程师是很难的，他未必要在主要专业的领域发过什么高水平的论文，但一定要对大量相关的其他不同专业领域的技术都在行。你要做EUV光刻机产品时，真正要解决的技术问题，主要都不在EUV主专业领域。要用EUV光刻机做出合格的芯片，就更是如此了。

能写成论文的技术都不值钱，真值钱的技术都不太说得出口。但凡真正搞产品技术的，都会明白我说的话是什么意思。听不明白的，可以证明一定没真正搞过产品研发。这是为什么华为曾说他们需要的不是“院士”，而是“院土”的真正原因所在。这当然不能说写论文就没价值，但这个价值评价是科学的理论标准（创新性、理论完备性、测量数据等），而不是社会应用标准。

这么说很多人可能还是感觉有点头晕，我们就来举一个具体的例子更清楚地说明 —— 假设一个博士要写论文谈迈克尔逊·莫雷干涉仪，与一个初中学历的村支书来谈迈克尔逊·莫雷干涉仪产品会是什么区别。

博士或博导谈迈克尔逊·莫雷干涉仪会是下图这样的。

两路呈L形的垂直光路，中间呈45度角的分光镜，中间向下输出干涉条纹。如果将这个L形的光路转动90度，假设光速不一样的话，干涉条纹就会有移动。可以给出一个很漂亮的数学公式算出干涉条纹移动的距离是多少。是不是这样？

但是，如果真要做出一台迈克尔逊·莫雷干涉仪，得解决哪些工程上的问题？一个初中学历的村支书眼里的迈克尔逊·莫雷干涉仪会是这样：

因为这个实在太精密了，一些细微的振动都可能导致比上面计算的干涉条纹更大的变化。所以，最难的一个问题是怎么把各种振动干扰屏蔽掉。

上面这张照片是迈克尔逊·莫雷当年实际造的干涉仪。为了减少振动，他们把实现干涉仪原理的镜子放在一个很重的水泥台上——这个是惯性减振的原理。水泥台又放在一个水银槽里，这样转动不仅很容易，而且液体的水银也可以起到隔离振动的效果。然后，装水银的槽是一个大铁块，又是一级惯性减振。这个大铁块放在四个橡皮垫子上——弹性减振。

这些减震的原理并不复杂对不对？问题是：水泥台造多重？水银是多少？大铁块多重？选择什么样的橡皮垫？

可以像上面干涉原理那样进行计算吗？当然不是不可以，但可以告诉你不仅工作量极大，而且未必有什么用处。原因何在？因为各种减振的原理可能并不难，就是中学里学的牛顿力学中的内容，但就算你计算了也不可能显得出博士的水平——这是第一个说不出口。更重要的是，一旦考虑到是在各种实际使用环境中的振动问题，需要假设振动源的数学模型和数据。

这几乎就是无穷无尽的。人在附近走动的话是一种模式，院子里一辆马车通过，院子外路上一匹马跑过，三匹马一起跑过......带来的震动情况都不一样，无穷无尽。对于惯性减振来说，一般重量越大减振效果越好。那就简单地做下计算，造一个200公斤重的水泥台试一下。结果一试，一个人在旁边稍微走动一下还能接受，两个人一起走就不行了。那加上2吨的大铁块和橡皮垫试试，效果好一点，但还是不行。那就索性造一个2吨的水泥台，5吨的大铁块，选效果更好的橡皮垫...... 有可能这样不断尝试了389次以后（这都是钱堆起来的），终于选择到一组各个参数的符合要求的组合。（注：以上数据只是举例说明，不是真实数据）

为什么要选这组参数？为什么不选1吨的？真正的答案是1吨的试过了，不行，原因就这么简单。以上这些说得出口吗？能写出数学公式推导一下以显得牛气吗？不行，只知道测量的结果那些参数下的组合不行，大多数真说不清楚为什么，也懒得去计算了，更重要的是大多数算出来的结果与实际偏离得根本就没法看。

有几个博士和博导谈迈克尔逊·莫雷干涉仪时，是谈它光路下面的基座怎么建的？所以你就只能写写论文，造不出迈克尔逊·莫雷干涉仪来。

这些问题都解决以后又会发现，这和台子上面装的是迈克尔逊·莫雷干涉仪还是什么量子纠缠仪根本一点关系都没有。甚至于你懂不懂光学都一点关系也没有。现在就该明白，基本上不懂碳纤维拉丝原理的初中学历的村支书把碳纤维干成，而那些研究员、博导、院士攻关了40年也干不成的真正原因是什么了吧？！

即使在今天，中国制定科技政策的政府官员和科技界的人士可能依然没充分理解，或者装着不理解，或者是非常理解却故意混淆 —— 有大量国家资助的研发从一开始就没区分清楚到底是要搞项目研发还是要搞产品研发，总在以发表论文作为验收标准。你要研发半导体芯片，除了最后规模生产时芯片良率的指标，有什么论文好写的？在今天我们迫切需要做出芯片产品的时期，但凡是国家资助的项目居然最后写出了论文，而不是给出芯片良率指标的，99.99%可以证明这钱是白花了。—— 所以，有没有发论文，是评价一个半导体芯片领域的项目钱是不是白花的充足而非必要标准。只要发了论文就可以肯定这钱是白花了，没发，有可能白花也可能没有。反过来，芯片良率是评价其资助合格和有效的充要标准——只要大规模生产销售中良率达标，其他一切就可以不用谈了。

为什么要混淆两种性质的研发呢？原理研发项目经费相对非常少，却需要有创新性。而产品研发所需要的经费非常高，未必要在理论上有什么创新，但却要潜下心去解决大量工程实际中的杂碎问题。所以，让人误以为按产品研发来获得更高额的项目经费，而以技术很难、很难，然后发几个论文就可以结题验收，这多好。EUV光刻机又不是什么新东西，人家都已经搞出产品来了，还要写什么论文？真有什么创新性的工作，论文还得交给美国和英国去审核。

我们以前常听到这么一个说法：不能着急，这是一个长期的过程，需要几代人的努力才能实现。这是什么意思？就是不仅我这一代人摸摸鱼就可以混日子，而且我后面几代人子子孙孙一样摸鱼也可以混得不错。科技发展当然是需要有积累的，但最重要的一个问题是我们对科技的观念。居里夫人为了提炼出镭是自己动手在院子里架起一个锅，自己推着三轮车运矿渣来提炼。真正科学的研究也是需要很强动手能力的。对于今天的科技，更多体现的就是产品的突破，是解决大量工艺细节的能力。但我们对科学的理解太过于理论化了，大量学者和培养的学生动手能力极差。

再谈一个科学研究上的案例。2011年9月22日，英国《每日电讯报》报道:欧洲科学家在强子对撞机上发现超光速的中微子。这种颠覆性的发现无疑把整个物理学界震翻了，一大群学者赶紧写论文建立理论解释为什么可以超光速。一旦这个理论可以解释通了，那肯定就是诺奖级的成就。很多论文已经发到预印本网站上，还有无数的论文在准备中。当然不会真的有超光速。故事的结局：最后发现是连接GPS时间信号的光缆与计算机的接口松动，导致出现信号误差。—— 这能说得出口吗？获得一个真正可靠的测量数据是极为困难的，需要极强的写不成论文的动手能力。

再谈一个我个人的案例：我在做会议电视业务（当时是产品部负责市场营销的副部长）时遇到过这么一件事情，绵阳电信的会议电视系统装好后客户一直反映有问题。那就按一般遇到工程问题的处理程序这样解决：首先当地用服处派人，待了一个月没解决；然后派产品部门售后的水平更高的用服人员去，待了一个月也没解决；最后只能派相关研发人员待了一个月，还是没解决。前后来了三拨人，搞了大半年时间居然问题还没解决。我当时得知这个事情就很纳闷，有什么问题会难到这种程度？就和当地销售人员、用服人员一起去现场。结果5分钟内把所有问题全解决了。一个是所有终端视频质量都很不好，一看，当时用的松下摄像机，白平衡需要手动调节。我拿起一张A4纸对着镜头，一分钟不到把环回的视频调正常就可以了。告诉当地用服处人员就按这个方法把各地20多台终端全调一遍就可以了。—— 难者不会，会者不仅不难，而且可以秒杀。

另一个问题是主会场云台控制，时好时不好。这就是这么多人来了总是处理不好的原因——他们来的时候基本是好的。它是好的，你怎么查问题在哪里？所以待了一个月只能回去，而回去没多久客户用的时候又不行了。等另一拨人来了以后它又好了，来的人甚至都不知道该怎么描述问题，待在这里一个月它一直是好的，又只能回去。

客户还没把这个问题说完我其实就已经猜测出问题最大的可能是在哪里了。真正经验丰富的技术人员就会明白，大多数问题都出在单元之间的连接处：元件、器件之间的连接点，电子元件或芯片的焊点（虚焊等），还有工程中不同设备间连接的插接头等。真正是元器件和设备本身坏了的占比很少。这个主会场的云台控制是通过摄像机上的RS232口实现的。我到摄像机后面一看，RS232口的连线竟被拉成了垂直状态，线用线扎捆得很紧。这样摄像机运转的时候，RS232插针与插座就有可能接得上，有时又有可能连接不上。把RS232插头处的线松一下，留下一定的弧度，用小的平头起子把RS232插座拧紧，不到30秒，来了三拨工程技术和研发人员大半年没解决的问题就这么彻底解决了。所以，前面那个连接GPS时间信号的光缆与计算机的接口松动并不是特例，而是有普遍性的。不要去轻易幻想会出现什么超光速。以上这东西要写成论文递给Nature和Science，你觉得它会发表吗？但要想真做出质量稳定可靠的产品，正是这一类的知识技能才是最需要的。

3/系统介绍一下清华的光源和光刻机——SSMB-EUV需要的是商业模式的创新

1. SSMB-EUV的来历

本文不是要介绍这个SSMB-EUV光源技术的原理，而是让不懂这个技术领域的普通读者，尤其可能需要做出某种决策的相关人员（如政府官员等）对整个EUV光刻机核心技术，清华SSMB-EUV光源技术，EUV光刻机等有一个框架性的把握。

EUV光刻机涉及到几个相对比较难的技术领域：EUV光源、处理EUV光源的镜头、双工件台等。目前双工件台中国已经有成熟产品提供商，讨论这个问题的人很少，本文也不去涉及。主要的关注点是在光源和镜头上，其实这两个技术是有相关性的，是合起来一起提供最终符合要求的EUV光源。ASML的LPP-EUV光源技术为什么同时需要11块极高精度的反射镜？因为这个光源原始质量太差，需要11块反射镜不断进行滤波和光路的处理，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来产生EUV光，这个就是人类最早产生人工EUV光的路径。它产生的原始光源本身质量就比较高，所需要的镜头数量就可以很少了，最终可能最多3块就够了。

这个SSMB-EUV的原理最初是2010年由杨振宁的弟子，现美国斯坦福大学的教授赵午，与其博士生Daniel Ratner提出的（参见本文参考文献[2]）。最初提出这个的目的是探讨新的加速器原理。但提出这个原理后5年多时间业界都没多大反应。

2017年4月，清华大学成立项目组开始SSMB实验的理论分析和数值模拟。7月21日清华大学唐传祥教授与赵午一起发起成立了一个团队，要实际去验证这个原理。找到了德国联邦物理技术研究院（Physikalisch-Technische Bundesanstalt，PTB）的计量光源实验室MLS（Metrology Light Source）合作，这是因为MLS的储存环在这方面最接近SSMB的实验需求。验证实验花了两年时间于2019年8月18日获得成功，相关论文于2021年2月24日发表在Nature上，具体负责做验证实验的是唐传祥的2015级工物系（工程物理系）博士生邓秀杰，邓是该论文的第一作者。论文题目是：《稳态微聚束原理的实验演示》（Experimental demonstration of the mechanism of steady-state microbunching）。如果真想深入了解这个技术的，不要去简单地看网络媒体上的文章或视频，而要去看这几个最主要的论文。本文后面列出了参考文献的出处。

参与这个实验项目的除了唐传祥团队外，还有德国柏林亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心（Helmholtz-Zentrum Berlin，HZB）以及德国PTB的合作团队。

事实上，通过加速器产生同步辐射 (synchrotron radiation, SR)早在1947年就发现了，人工产生的EUV光最初就是在加速器上获得的。国际上研究同步辐射的很多，即使是在中国，第一代依托北京正负电子对撞机的北京同步辐射装置(Beijing synchrotronradiation facility，BSRF，1991年底建成)，第二代的合肥光源（Hefei light source, HLS。1983年由当时国家计委批准立项。事实上是中国第一台专用同步辐射装置，1989年4月建成)，第三代的上海光源(Shanghai synchrotron radiation facility, SSRF)，目前正在北京怀柔建设的高能同步辐射光源 (high  energy  photon  source,  HEPS，就是那个现在照片网上到处误传的“光刻厂”)。原来并没有人深入想过居然要用加速器来作为光刻机光源的技术路线，因为这简直就是用洲际导弹打苍蝇的感觉。

网上到处传的“光刻厂”，事实上是2016年就启动的中科院HEPS。最初设计建造目的纯属为物理学研究建的大科学装置。当然也不排除作为EUV光刻机的研究基础。

无论赵午还是唐传祥，最初提出这个SSMB技术并开始着手进行验证的时候，主要目的也是加速器领域的物理学研究。但在实验研究进行到快一年的时候，川建国同志对中国的芯片战如火如荼地展开。中国大陆厂家所有进口EUV光刻机的商业进程全被封死，被逼得实在没办法了，很自然地，在清华项目讨论的时候越来越多的人就提到这个用于解决EUV光刻机的技术可能性。项目负责的唐传祥教授当然很快意识到这个问题，并且在后续的论文中明确讨论这个技术可能性。参见其与邓秀杰在2022年《物理学报》上发表的论文“稳态微聚束加速器光源”[3]。

所以，无论未来如何发展，尤其当SSMB-EUV真成功的那一天，我们一定要特别地感谢川建国同志。如果没有他，没人会想到EUV光刻机产业化领域还能这么干的（用加速器产生的EUV光进行芯片光刻在过去也有，但只是作为科学研究之用，基本都是手工极少量进行），即使想到了也没机会深入做下去。

2. 从EUV光刻厂到EUV产业园 —— SSMB-EUV的成功更需要商业模式的创新

在分析SSMB-EUV作为光刻机应用的技术及经济可行性时，唐传祥、邓秀杰在其论文中提到，产生SSMB-EUV光源的装置造价约在数亿到十亿人民币的水平，周长在100m-150m。这个造价比ASML的一台EUV光刻机还要便宜，或者在差不多同等的水平。

窄带宽以及高准直的特性可为基于 SSMB 的 EUV 光刻机的光学系统带来创新性的设计, 同时可以降低 EUV光学反射镜的工艺难度。

赵午教授在其演讲中提到一个SSMB-EUV光源装置可以输出多个线束（比如3个），从而同时支持多个光刻机生产线。网上传出有可能支持十几甚至几十台光刻机。理论上说是可以做到的。

清华 SSMB-EUV 光源总体设计参数中输出的辐射波长为5到100纳米。这可以用于更下一代的6纳米EUV光刻工艺。

因此，网上盛传不是光刻机，而是光刻厂。但是，从目前参与论证这个技术的专业人员群体可以看出，可能企业界群体的人还没深度介入，或者说都还没反应过来。而参与论证的主要都是物理学者群体和政府官员。这就可能会带来我在前一节中提到的缺乏工匠传统的科技体制问题。

我们要想利用SSMB-EUV这个技术打赢这一场EUV光刻机战争，必须采用全新的商业模式。我们都知道，芯片生产从最初的IDM发展到后来的Fabless，这两种模式现在都存在。IDM（Integrated Device Manufacturer，集成生产商）是指具有完全的生产链和技术优势的公司，负责从晶圆生产到封装测试等整体流程，INTEL和三星等是这种模式的典型代表。Fabless（无厂商）也就是我们常称的代工模式，是指在芯片设计和封装测试环节专注于研发和设计，而将制造环节交由专业的芯片代工厂完成，以降低成本和提高效率。台积电是这种模式的先行者，并且取得极大成功。Fabless模式的出现是因应芯片生产设备的投资过快的增长，新生产线的投资巨大而产生的。这种模式又催生了大量专事芯片设计的企业，并且极大降低了芯片的进入门槛。

请注意，SSMB-EUV技术的出现，并且是出现在中国，会带来另一次芯片商业模式创新的重大战略机遇。这个远远比搞出EUV光刻机要重大得多。因为EUV光刻机中成本最大头、研发最复杂的就是光源部分。而有没有发现：SSMB-EUV这个技术天然地就把EUV光源与EUV光刻机分开了。

设想一下这种全新的“EUV产业园+无EUV光源光刻厂”模式，这将会具有何等强大的竞争力？

• 由国家如雄安投资建一个能支持比如20（甚至可达40）个EUV线束输出的SSMB-EUV产业园。

• EUV产业园可以免费提供20个线束，并且是任意选择的13.5纳米或6.x纳米的EUV输出线束。

• 每个线束对应一个无EUV光源设备组成的EUV光刻芯片生产线厂房。免费提供的EUV线束通过租用“无EUV光源的EUV光刻芯片生产线”厂房来获利。和这种商业模式匹配的EUV光刻机产品本身是没有EUV光源的，只利用外接EUV光源进行生产。如同现在的各类电器产品，它们本身不带电源，只是通过公网电源插座获得电源来工作一样。而ASML的EUV光刻机就是一个自带柴油发电机的大冰箱。

• 一个20线束EUV光源输出的EUV产业园可以入驻一个、也可以入驻多个Fabless芯片生产企业，也可以入驻IDM生产企业。每个企业可以接一个或若干个EUV线束。

以上模式带来的结果是什么？EUV光刻机本来是极为昂贵的，昂贵的原因主要就是EUV光源。但现在EUV产业园把EUV光源搞成免费的了。无EUV光源光刻机的设备研发一下子就变得简化了很多，成本极大降低。EUV产业园不是什么高科技，就是一个工业房地产，中国政府太善于搞这个了。通过租用“无EUV光源的EUV光刻芯片生产线”厂房和入驻企业交税，轻松弥补EUV产业园投资。

还有一个更重要的现实问题：不要去轻易谈“清华的SSMB-EUV光刻机”。如果唐教授和邓博士他们只解决EUV光源还算比较现实，如果你要让他们把整个光刻机生产工艺全干完，99%以上的工作与SSMB-EUV原理基本上就没什么关系了。必须要清醒地意识到：他们一没兴趣去做这些工作，二也没那个本事。这得“初中学历的村支书”来搞，不能靠“院士”，得靠“院土”。

另外，既然EUV产业园里EUV光刻生产工艺这么便宜，还要搞DUV光刻机干嘛？原来之所以7纳米以上用DUV，7纳米以下用EUV，只是因为EUV太贵，而DUV更便宜。但现在EUV产业园里EUV光刻生产工艺比DUV生产工艺还便宜，为什么生产7纳米以上的芯片不直接用EUV产业园来生产得了？

为什么要这么干？因为SSMB-EUV要获得较好的经济效益，必须要支持的线束越多越好。可是这东西一套就可以支持ASML半年甚至全年生产出来的EUV光刻机的产能。为了保证产能的稳定，EUV产业园总不能只建一套吧！比如说遇到个什么火灾、自然灾害或者要停机检修等，那么大的产能，入驻产业园的那么多企业产能一下全停了，这个不行。所以要建就得多建几个EUV产业园。一个EUV产业园就可能把ASML一年生产的EUV光刻机对应的产能全干光了，中国要是这么多建个十几套、几十套，不仅把ASML彻底干死，其他低端光刻机哪里还有活路？

一旦将EUV光源与后续的芯片生产工艺分离，两者之间就需要有标准。又一个中国领先技术成为国际事实标准的机会。

所以，SSMB-EUV加上EUV产业园可以带来两次降维打击，第一次是用加速器做EUV光源，第二次是用免费EUV光源把所有光刻机都彻底干死。

当然，毕竟这种方案目前还是处在研发的阶段，还没变成现实。你也可以怀疑这么搞是不是真能成。但没关系，别忘了我前面所说的中国技术方向把握总是成功的原因，我们还有其他技术路线的EUV光刻机方案在搞，那就肯定会有一种、几种甚至全都能成，最后择最优而扩大之。

现在该理解为什么我会得出结论：快则2027年左右，最迟2030年前，整个美国、欧洲、日韩包括中国台湾的芯片业将全军覆没原因何在了吧！

完了，一切都完了！

现在大家都知道了，对方不会做出有效应对吗？但对欧美日韩来讲，谁来做EUV产业园？做了谁入驻？入驻了生产的芯片卖给谁？

晚了，一切都晚了。