光刻機(jī)，又名掩膜對(duì)準(zhǔn)曝光機(jī)，是制造芯片的核心設(shè)備。

往簡(jiǎn)單說(shuō)，光刻機(jī)加工芯片的方法，與照片沖印技術(shù)相似，將圖形通過(guò)掩膜進(jìn)行曝光、然后印制在硅片上。

往復(fù)雜了說(shuō)，光刻機(jī)，尤其是波長(zhǎng)在10-15nm的極紫外光（EUV）光刻機(jī)，是人類有史以來(lái)能夠制造的、最精密最復(fù)雜的設(shè)備，沒(méi)有之一。

一個(gè)國(guó)家獨(dú)立建造一臺(tái)光刻機(jī)，需要哪些學(xué)科和行業(yè)參與呢？

今日的數(shù)據(jù)，提取2022年度《高等學(xué)校本科專業(yè)目錄》，加入作者自己的理解，梳理下哪些學(xué)科直接參與了光刻機(jī)的設(shè)計(jì)制造過(guò)程。

這些直接參與光刻機(jī)設(shè)計(jì)建造過(guò)程的學(xué)科，涉及理論原理、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、建造、質(zhì)量管理等過(guò)程，具體的學(xué)科如下圖所示。

從學(xué)科門類來(lái)說(shuō)，理學(xué)負(fù)責(zé)提供理論原理，工學(xué)負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和建造，管理學(xué)則為光刻機(jī)的全壽命周期，提供管理學(xué)層面的保障。

從專業(yè)類別來(lái)說(shuō)，物理學(xué)提供原理思路，化學(xué)和物理學(xué)為制造光刻機(jī)提供了材料，數(shù)字是精密設(shè)備的底層基礎(chǔ)，統(tǒng)計(jì)學(xué)保障了光刻機(jī)的精確度。

電子信息學(xué)、電氣學(xué)、機(jī)械類和材料類，是構(gòu)成光刻機(jī)最為核心的四大學(xué)科，能源學(xué)為光刻機(jī)的能源供應(yīng)提供保障，計(jì)算機(jī)科學(xué)是光刻機(jī)能夠自動(dòng)化長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的必要條件。

將多達(dá)幾十萬(wàn)個(gè)零件組裝在一起，沒(méi)有管理科學(xué)的參與，幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。人力、財(cái)務(wù)、價(jià)格、保密、信息等資源的處理方法，共同管理著光刻機(jī)這個(gè)復(fù)雜又精密的系統(tǒng)。

為保障光刻機(jī)的精確度，質(zhì)量管理、標(biāo)準(zhǔn)化是必不可少的。

電子學(xué)、光電信息、微電子、機(jī)械電子，是我們能感知到的，制造光刻機(jī)的核心專業(yè)。

機(jī)械制造、自動(dòng)化、機(jī)電、微機(jī)電、金屬材料、高分子材料、無(wú)機(jī)非金屬材料、納米材料、復(fù)合材料、光電材料，為光刻機(jī)制造基礎(chǔ)零件提供可能。

制造芯片的光刻機(jī)，也需要用到大量的芯片，才有可能實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互、智能制造。部分專用的芯片，甚至需要光刻機(jī)廠家自己研發(fā)。

光刻機(jī)需要消耗大量的能源，如何管理、使用和儲(chǔ)存光刻機(jī)的能源，需要能源科學(xué)的直接參與。

簡(jiǎn)單一羅列，便有多達(dá)上百個(gè)學(xué)科直接參與了光刻機(jī)的設(shè)計(jì)制造過(guò)程，這便是科學(xué)技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，人類在制造各種精密設(shè)備時(shí)面臨的情況。

所謂核心技術(shù)，除了特定的少數(shù)材料外，更重要的，是將幾十上百個(gè)、分散在不同學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，組建成一套系統(tǒng)的信息，為設(shè)備的設(shè)計(jì)生產(chǎn)運(yùn)行提供可能。

而從0到1，才是這個(gè)過(guò)程最困難的部分。

畢竟這個(gè)過(guò)程，不僅需要理學(xué)、工學(xué)等學(xué)科的直接參與，也需要管理學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)甚至藝術(shù)學(xué)的直接參與。