吉林
一台光刻机不装EUV，到底能把芯片做到多小的纳米数？这个问题很多人想当然地给出了“卡死在7nm”的答案，可事实真有这么悲观吗？把光刻这门手艺的底细摸清楚之后，你会发现，事情远比想象中有转机。
先说说光刻到底是干嘛的。芯片上的电路，说白了就是硅片上密密麻麻的沟壑。这些沟壑怎么来的？靠光“画”出来的。工程师先把电路图做成一块模板，术语叫光掩膜，再让光透过模板照到涂了感光胶的硅片上，被照到的地方后续会被洗掉，接着用刻蚀机把露出来的硅片啃掉一层，图形就这么转印上去了。
最早的机器笨得很，直接把模板压在硅片上曝光，好比盖章。章是盖得清楚，可模板没几下就脏了废了。后来有人把模板悬空起来，污染问题解决了，麻烦却接踵而至——光是个波，穿过小孔会散开，距离一拉远，图案就糊了。这份尴尬，恰如“若即若离”四个字，贴不行，离也不行。
破局的法子是在中间加透镜，把散开的光重新收拢成像。投影式光刻机由此登场，往后几十年各路机器，骨子里都是这一套。
可透镜不是万能的。一个点光源汇聚之后，最终落成的不是一个点，而是一团边缘发虚的光斑。两个点挨得近了，光斑叠在一块儿，就分不出彼此。想让图像清楚，路子无非三条：波长更短、镜头收光能力更强、或者在光路里换一种折射率更高的介质。光刻界那句著名的阿贝瑞利判据，分辨率等于工艺因子乘以波长再除以镜头孔径，把这仨全装进去了。几十年来整个行业的奋斗，翻来覆去就是跟这一个公式较劲。
波长这条路上，人类从436纳米一路缩到365纳米，再到248纳米、193纳米。193纳米之后，业内一度撞了南墙。当年尼康、佳能这些巨头认准了157纳米才是正途，可那意味着镜头、胶水、模板全得推倒重来，投入是个无底洞。偏偏一家当时还不起眼的公司不按常理出牌，它采纳了林本坚的点子，不换光源，改在镜头和硅片之间灌一层水，利用折射把等效波长硬生生压到134纳米。这一招绕开了天堑，也让这家公司，也就是后来的ASML，和台积电一起把老牌巨头远远甩在身后。世事就是这么吊诡，有时候“剑走偏锋”反倒成了正道。
公式里还剩一个工艺因子，理论底线是0.25。想把它往下压，就得十八般武艺一起上：把感光胶做得更灵敏，让图形边缘利落如刀切；在模板上做移相设计，让相邻光斑互相抵消掉模糊的边；把光源斜着打进去，抢回那些本来被镜头挡在门外的细节；再或者干脆反向操作，明知图案会变胖变圆，就在模板上预先刻得又尖又瘦，等投到硅片上恰好回归原样。这些招数悉数用尽，单次曝光的极限大约落在35纳米附近。
再往下怎么办？一个曝光不够，来两次；两次不够，来四次。把复杂图形拆开，分别曝光，再严丝合缝地拼回去。这套“多重曝光”的功夫，正是没有EUV也能继续往前走的看家本领。林本坚本人说过，浸润式光刻不仅拿得下7nm，5nm、3nm在理论上也并非痴人说梦。
那EUV为什么还被奉为香饽饽？账要算经济账。同样一幅图，EUV一枪搞定，浸润式光刻可能得拆成四次工序，工时翻四倍不说，模板数量、材料消耗、良率损耗全都水涨船高。更麻烦的是对准精度，多次曝光之间差之毫厘，芯片上就是短路漏电，谬以千里。所以准确的说法不是造不出，而是造出来划不划算。2013年ASML交付首台EUV设备，用激光轰击锡滴产生13.5纳米的极紫外光，一次曝光顶过去好几道工序，先进制程才算真正跑进了快车道。
回头看国产光刻的现状，这份技术账本其实透着一线光亮。EUV一时半会儿买不到、造不出，这是明摆着的困境。但浸润式光刻配上多重曝光、移相模板、离轴照明这些组合拳，理论天花板绝不是传言中的14nm或者7nm。5nm是有把握啃下来的骨头，3nm虽然要多费几倍工序、多冒几重风险，路子却实打实存在。华为麒麟芯片这些年磕磕绊绊又源源不断地问世，就是这条路线趟出来的实证。
当然，也不必盲目乐观。光刻机不是一台孤零零的机器，它是光源、镜头、双工件台、感光胶、模板、控制系统拧成的一股绳。整机突破之前，每一环都得有人守着熬着。这活儿急不来，正如俗话说的，一口吃不成胖子，罗马也不是一天建成的。
说到底，所谓“卡脖子”，卡的从来不是物理定律，而是工程积累与时间。定律是公开的，路是明的，剩下的就是一步一步往前挪。路虽远，行则将至；事虽难，做则必成。
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