光刻机和航空发动机哪个更难?

大家都知道高端光刻机和航空发动机是目前制造业当中技术难度最大的几个产品 , 当前高端光刻机和航空发动机技术基本上只掌握在少数国家的手里 。
比如目前全球能够生产7纳米以上光刻机的只有荷兰ASML这一家公司 , 他们垄断了全球100%的高端光刻机市场 , 而民用高端航空发动机基本上也是被英国的罗罗和美国的GE、普惠给垄断 。
对于我国这样一个制造业大国来说 , 我国每年对芯片以及客机的需求量非常大 , 但是目前我们在高端光刻机和民用航空发动机跟全球顶尖技术仍然有很大的差距 , 虽然过去多年我国也投入了大量资金用于光刻机以及航空发动机的研发 , 但取得的效果并不是很明显 , 所以导致我国的高端光刻机以及航空发动机都只能依赖进口 。
但对于尖端技术依赖进口 , 这对我国制造业来说是非常被动的 , 一旦西方一些国家对我国进行技术封锁了 , 我们很多产品都有可能陷入停滞的状态 。比如前段时间美国计划禁止GE向我国出口发动机 , 如果这个事情真的执行起来 , 那么我国的大飞机计划C919会受到很大的影响 , 其设计方案有可能要推倒重来 , 好在美国后来又重新允许GE向我国出口发动机 , C919才惊险过了这一关 。
看到这估计很多朋友都会有疑问 , 既然我国对芯片以及民用客机的需求量这么大 , 那为什么我国不加大力气去研究自己的高端光刻机和民用航空发动机呢?
实际上并不是我国没有投入研发 , 过去几年我国也投入了大量的资金进行研发 , 只是因为高端光刻机和航空发电机的技术难度太大 , 所以一直没有太明显的突破而已 。
至于高端光刻机和航空发动机 , 哪个技术难度更大 , 我个人认为高端光刻机的难度会更大一些 。
无论是高端光刻机还是航空发动机 , 他们都有自己的核心技术 , 一旦这些核心技术取得突破了 , 那么无论是高端光刻机还是航空发动机的研发进展都会取得突破 。
而目前航空发动机的核心技术难点就是材料 , 特别是涡轮盘和涡轮叶片材料 , 因为航空发动机的温度基本上都是在1000度以上 , 这么高的温度 , 很多材料一碰估计就融化了 。
但是航空发动机它不是短期的运转 , 而是需要在高温、高压的复杂环境之下长时间、高速度的运转 , 而且还得反复使用 。比如从中国到美国一趟飞机就要10个小时以上 , 想要确保发动机叶片能够在这么长的时间之内稳定的运转难度是非常大的 , 所以普通的材料根本就不能拿来做航空发动机的叶片 。
目前航空发动机叶片都是一些特殊的材料 , 比如镍基合金 , 陶瓷基复合材料 。而这些合金材料的制造过程难度是非常复杂的 , 基本上都需要在真空环境之下进行熔炼 , 而且对材料的纯度要求非常高 , 一旦有杂质或者气体就会对材料产生影响 , 正因为冶炼难度非常大 , 所以目前真正具备制造高端合金材料的国家寥寥无几 , 这也是制约我国航空发动机发展的技术难点 。
我们再来看一下高端光刻机的技术难点 , 目前高端光刻机的研发基本上都是遵循摩尔定律 , 每晋升一个台阶技术难度都空前加大 , 特别是当光刻机工艺超过10纳米的时候 , 其技术难度可以说是挑战人类的极限 , 因为当这个技术工艺小于10纳米的时候 , 就会产生一种量子效应 , 对应的晶体管就会受到很大的影响 , 产品不良率也会相应的提高 , 所以目前全球真正能够研发10纳米以上高端光刻机的也就荷兰ASML一家 。
而一台高端光刻机有数万个零部件 , 每一个零部件的技术难度都是非常高的 , 其中难度最高的是光源以及镜头 。
我们以镜头为例 , 这个技术难度到底有多难呢?有人曾经做过一个比较恰当的比喻 , 假如光刻机的镜头面积相当于德国这么大 , 那么在整个镜头当中最高凸起的地方不能超过一厘米 , 大家自己想象一下 , 这个难度是多么的大 。
除了镜头之外 , 光源也是制约光刻机发展的一个技术难点 , 因为光刻机本身就是利用光来进行雕刻 , 这就必须有稳定而强大的光源设备 。

秒懂生活扩展阅读