光刻机核心元件被中国垄断,领先美国15年,功劳都靠他

2021-08-06 13:26:17 任间科学

导语:进入21世纪,AI、5G,中国是世界上最大的芯片进口国,对芯片的需求促使我国大力研究芯片,但研究过程不是一帆风顺的,在我国芯片步入正轨迅速崛起时,中国是世界上最大的芯片进口国,对芯片的需求促使我国大力研究芯片,但研究过程不是一帆风顺的,在我国芯片步入正轨迅速崛起时

美国却发出一纸芯片禁令,它不仅影响到我国芯片发展,更影响到全球芯片发展,技术上的短板,让我们受制于人,难道我们只能任由别人制裁,而无法自己独立自主吗?

当然不是,在芯片生产领域,有这样一个核心元件——KBBF晶体,这个晶体的用途是什么?我们后面说,但靠晶体的研发,让我国领先美国15年,而功劳都离不开他

他就是中科院院士陈创天博士,由他一手研发的KBBF晶体是一种可以应用到光发射电子显微镜,超大功率激光器的非线性晶体

进入21世纪以来,激光的重要性日益凸显出来,它被称为最快的刀、最准的尺、最亮的光,它能执行各种高精度任务,离开它,超高分辨率电子能谱仪、超导测量仪和光刻机就无法正常研发

但随着科研人员对激光的要求不断提升,对发射激光的晶体制作要求也越来越高,而在光刻机内部,激光承担着刻蚀的重要作用

抛开光刻机复杂的制芯流程,毫不夸张的说,如果光刻机离开激光,芯片生产流程就会受到严重影响,也正因如此,KBBF晶体的重要性才会凸显出来

在市面上,一块一毫米厚的KBBF晶体,价值就高达20~39万,它被称为科研界最珍贵的材料,得益于KBBF晶体,我国也实现了丰富的外汇收入

KBBF晶体是如何出现的?

答案并没有大家想象的那么容易,1997年,陈创天院士成为国学材料探索组的组长,当时,他的任务是靠理论找出优秀的激光晶体材料,这项工作有多难?

地球上材料多达数亿万种,不同的材料经过不同的对比,又会呈现出不同的特性,而要想找到合适的晶体材料,不仅要依靠丰富的理论知识,更要经历无数次的实验

在这种枯燥乏味的实验环境下,陈创天院士用13年的时间,终于在1982年制造出首个厘米级尺寸的非线性光学晶体“BBO晶体”,它优秀的表现被认定为当时最优秀的晶体

这项研究开始让我国的晶体研究领先世界,但在1987年,陈创天院士又带领着自己的团队发现新的非线性光学晶体“LBO晶体”,它的硬度和质量都高于BBO晶体

随着BBO晶体的问世,国产非线性光学晶体迅速占据全球市场份额的80%,基本垄断全球市场,这两种晶体的表现优异,但受结构限制,导致它无法生产出高性能激光,实用性不强

于是,陈创天院士再次带队研究,最终在1991年制造出KBBF晶体

如今,KBBF晶体不仅是光刻机的核心元件,更是我国研发激光武器、激光反导装备必不可少的核心装置

因为陈创天院士在非线性光学晶体领域的深耕,才让我国的晶体研究实现快速发展,占据全球份额,实现技术垄断

因为非线性光学晶体的重要应用,我国也将其列入禁止出口名录内,防止外国掌握,用于军事发展,好了,本期视频就到这里,小伙伴们有什么想说的?欢迎在下方评论留言

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