掐住光刻机“命门”，全球80%芯片制造离不开它，“恐怖”的蔡司

一个沉淀了近200年的老牌企业，究竟能散发出多大的能量？

10月17日，vivoX300在全平台开售，新机搭载的蔡司镜头成为了产品的一大亮点。

2亿像素蔡司主摄、搭配蔡司祖传的“T镀膜”技术，拍出来的照片连头发丝都根根分明，还解决了逆光拍照的鬼影、炫光问题，使得色彩和肉眼看到的一样真实。

蔡司APO超级长焦则解决了手机长焦拍摄的“色差糊边”“画质缩水”“远近对焦难兼顾”三大难题，让手机能够清晰、准确、灵活地拍到远处的物体。

此外，配合蔡司镜头的光学设计，X300的防抖能力也达到了专业级别，大幅提升了拍摄成片率。

除了X300，vivo近年推出的搭载蔡司镜头的X系列机型，均凭借着蔡司镜头自带的全焦防抖、色彩还原、反光杀手等光环，在手机党中赢得了相当不错的口碑。

你以为蔡司只会做手机吗？

作为一家百年老店，蔡司能让光刻机巨头ASML(阿斯麦)抱紧它的大腿，轻松解决各个国家提起来就头痛的“光刻机镜头难题”。

全球有效专利1.25万项，仅EUV光刻相关领域的专利就超过1500项。

蔡司，到底有什么魔力？

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想知道蔡司为啥如此权威，就不得不提及蔡司的创始人——卡尔.蔡司(下文称蔡司)。

1846年，30岁的蔡司在家乡耶拿古镇成立了一所精密机械和光学仪器研究室，早期产品以显微镜为主。

一年后，随着第一批23台简单型显微镜的顺利出售，蔡司赚到了第一桶金。

1866年，物理学家阿贝博士成为蔡司研究室的成员，两人经过长达6年的努力，研发出了世界上第一台复合式显微镜。

这台显微镜用公式精准表达了光学镜片的色散系数，从而为改善透镜品质找到了理论依据，在此之前蔡司研究室从未研发过质量如此上乘的透镜。

凭借着直冲行业顶端的性能，该显微镜一经问世就大受追捧，蔡司研究室接到了源源不断的订单。

然而，“卡脖子”问题很快就来了。

当时的德国并不能造出和阿贝理论相匹配的特种光学玻璃，花高价进口的法国玻璃还经常出现不均匀、透光差的问题，导致显微镜成像有光晕且不清晰。

拿着满分设计图，却没有能造出精品的原材料，蔡司和阿贝为此十分焦虑。

但蔡司的生命中从来不乏贵人，在阿贝的引荐下，知名化学家肖特正式加入蔡司研究室。

从1881年到1884年，肖特带领团队做了93次实验。

肖特摒弃了以往“凭感觉调成分”的老办法，把化学理论和玻璃制造结合，精准搭配硅、锂、硼等成分，还记录了每种成分对玻璃透光、折射的影响。

最终，蔡司研究室开发出44种新型光学玻璃，其中最有名的是一款耐温差、透光性极强的硼硅玻璃，也就是人们熟知的“耶拿玻璃”。

这些玻璃均匀度高、能精准校正光线色差，完美匹配阿贝的光学理论，让蔡司显微镜的成像清晰度直大幅提升。

1886年，蔡司研究室还推出了首款“消色差”镜头，彻底解决了之前的成像缺陷，也让蔡司在光学领域的话语权越来越重。

此后百年，蔡司的商业版图持续扩张，从最初的显微镜到后来研发出各种复杂的镜头，蔡司镜头的名气享誉全球。

索尼、哈苏等知名相机品牌均采用其镜头，用蔡司镜头拍摄的影视剧也都获奖无数。

1969年，蔡司镜头跟随美国阿波罗11号登月，在-180℃至120℃的极端温差环境下拍出了清晰的月球影像，让人类首次得以窥见月球全貌。

此外，它的身影还覆盖医学、光学、生物学等领域，达尔文、莫奈、海明威、罗伯特·科赫等各领域权威，均曾是其忠实用户。

而蔡司镜头在百年里的飞速发展，也为蔡司日后进军光刻机领域奠定了基础。

02

ASML在光刻机领域有着绝对的权威，它是DUV(深紫外)光刻机的先驱，也是目前唯一能量产EUV（极紫外光）光刻机的企业。

但就是这样一个在业内“横着走”的企业，却要卑微地抱住蔡司的大腿，一刻也不敢松开。

2022年，ASML客户DUV的订单已经积压了500多台，但德国蔡司的2000多名员工每周工作时间却仅有35小时，任ASML那边着急上火，蔡司的工人们依然在不紧不慢地磨玻璃。

蔡司作为ASML光刻机的独家镜头供应商，就是有这个实力拖延，让ASML除了它别无选择。

想打造一块EUV光刻机镜头，到底有多难？

造镜头的石英玻璃纯度得达到99.9999%以上，一丁点气泡或杂质都会让光线跑偏，蔡司光给玻璃去微气泡就要花1年时间。

EUV反射镜的表面粗糙度要控制在0.02纳米，相当于把一个直径1.2米的镜片放大到德国那么大，最高的凸起不能超过0.1毫米，镜片角度误差不能超十万分之一度，否则整个芯片图案就会歪掉。

EUV镜头的硅钼多层膜要镀上百层，每层厚度误差不能超过一个原子，就像在头发丝上绣出精准的花纹，差一点就会让反射率暴跌。

除此之外，还有各种各样挑战物理规律的逆天标准。

但是在“镜头之王”蔡司镜头面前，这些都不算什么。

蔡司之所以能成为光刻机镜头的“隐形王者”，源于其早年四次关键技术突破攒下的“老本”。

03

早年的镜头普遍存在“发虚”“变色”等问题，拍摄的画面容易出现边缘模糊、成像变形、不同区域清晰度不一致的情况。

1890年，蔡司推出Protar消像散镜头，首次做到了“无畸变成像”，使得画面里每一处都清清楚楚的。

1896年的Planar镜头更是攻克了球面像差和色差两大行业难题，让光线穿过镜片后能精准汇聚于一点，成像锐度和色彩还原度大幅提升。

这一技术对光刻机而言至关重要，光刻机的本质就是给芯片画电路图，这就需要将纳米级的精细图案投射到硅片上，一旦镜头存在畸变，电路就会歪歪扭扭，导致芯片整体作废。

蔡司凭借早年练就的光线精准控制能力，让光刻机镜头从一开始就具备了不跑偏的核心优势。

20世纪中期，蔡司镜头又遇到了新的问题。

当时，蔡司发现传统镜片存在反光严重的棘手问题，这不仅会导致进光量不足，还会产生杂光干扰成像，严重干扰画面清晰度。

于是在1935年，蔡司发明了T*镀膜技术，即通过在镜片表面镀上一层特殊的薄膜，达到大幅减少光线反射、提升透光率的目的，还能压制住杂光侵扰，让成像更加清晰纯净。

T*镀膜技术是蔡司里程碑式的技术突破，堪称蔡司的传家宝。

从1935年的单层镀膜，到1970年代的多层T镀膜，再到如今的TBlue镀膜，蔡司花了90年把镀膜技术做到了无可挑剔，迄今为止任何企业都无法超越。

该技术能让光刻机镜头呈现出“透光足、无干扰”的效果，即便多层镜片叠加，也能保证光线稳定传递，确保芯片电路图案清晰可辨。

上世纪60年代，蔡司又给自己上了一波强度。

1969年的阿波罗登月任务中，蔡司镜头表现极其卓越，没有出现脱胶、变形等问题。

蔡司镜头拍出清晰月球照片的背后，是蔡司将潜艇潜望镜密封技术等军工技术，应用于太空领域的成功实践，最终练就了蔡司镜头在极端环境下也能稳如泰山的硬实力。

而光刻机的工作环境同样苛刻：内部为真空状态，光源功率极大易引发发热变形，且容不下一丝灰尘。

而蔡司将在太空、军工领域积累的抗温差、抗变形、高密封经验直接打包转移，确保光刻机镜头可以在苛刻条件下长期稳定工作，不会因微小温度变化而失准。

最后，蔡司自诞生之日起就极致追求镜片的精准度，百年来不断致力于缩小镜片误差，最终完美实现将表面粗糙度控制在0.2纳米。

而光刻机镜头的核心要求正是“精准”，需要将几十纳米的电路图案精准投射到硅片上，误差不能超过几个原子大小。

蔡司百年磨一剑的超精密加工功底完美满足了这一需求，这也是全球仅它能造出EUV光刻机顶级反射镜的关键原因，更是其垄断光刻机镜头领域的核心底气。

纵观蔡司的四次核心技术突破，都为未来的光刻机镜头打好了地基，待光刻机时代到来，蔡司自然顺理成章地成为了行业霸主。

此外，蔡司是基金会控股的企业，不用给股东赚快钱，因此利润都能砸进研发，有底气花数十年的时间专攻EUV技术。

综合以上所有的优势，蔡司真正做到了躺着都能把钱赚了。

目前，光刻机镜头是蔡司最赚钱的业务，2023、2024财年营收达40多亿欧元，占蔡司总营收的38%。

2025年上半年该部门营收再度上涨，直接拉动了蔡司整体销售额的增长，成了蔡司利润的核心支柱。

这其中的大部分利润都是ASML贡献的，毕竟就这么一个“光刻机镜头独子”，ASML不宠蔡司宠谁？

在民用镜头市场，蔡司每年的营收也有十几亿欧元，虽然动辄过万的相机镜头、高端眼镜片经常被人诟病“品牌溢价太高”，但架不住那些人口嫌体直，最后还是骂骂咧咧地把钱送给了蔡司。

从耶拿古镇名不见经传的实验室，到扼住全球光刻机制造咽喉的光学巨头，蔡司用将近200年的时间，把“磨好一块玻璃”做到了极致。

它用四次技术跃迁啃下光学领域的硬骨头，更用0.02纳米的精度打破了光刻机镜头的卡脖子困局。

蔡司让全世界都知道：真正的卡脖子难题，从来不是靠捷径破解，而是靠一代又一代人沉下心来，把一件事做到极致的坚守。

参考资料：

环球视角：《卡尔蔡司何以延续170年：股权结构带来公司稳定性》

中国电子报：《光刻机镜头能否迎来新入局者？》

长寿企业：《蔡司：从小作坊走出的光学行业巨头》

中国科技大学上海研究院：《什么是光刻机》

作者｜TWYMG

编辑｜一乙木

图｜来源网络侵删