现代文阅读Ⅰ;阅读下面的文字,完成下面小题。
【材料一】
①你知道手机中的芯片是怎么制造出来的吗?芯片的主要原材料——硅要经过一系列精细、复杂的处理才能变成芯片。而作为芯片制造的核心,前道工艺的每一层都需要用光刻机进行图形转移套刻曝光。光刻机是芯片制造的母机,也是信息时代的制造之王。
②根据不同应用场景,目前的主流光刻机可以分为接近接触式、投影式、直写式三类。
③接近接触式光刻机的工作原理类似于我们的“手影”游戏。它利用已有的图形,阻挡光线的传播,从而形成明暗相间的图形分布,结合待加工表面感光胶的感光特性,记录下所需要的图形。接近接触式光刻机具有设备结构相对简单、工作效率高、工艺适应性强等优点,但也存在分辨力低、曝光图形质量差、工艺一致性差等缺点。
④投影式光刻机的工作原理类似于照相机。它采用投影式的工作方式,掩模与基片不再相互接触,极大地避免了对掩模或基片的损伤,而且可以加工出比掩模版图形更细小的结构。除此以外,投影式光刻机具有扫描成像的曝光能力,工作效率极高。由于卓越的性能优势,投影式光刻机自问世以来一直都是光刻机领域的主流光刻设备。目前,很多高端芯片均采用投影式光刻机进行加工。
⑤直写式光刻机与上面两种采用“复制”工作模式不同。它的工作原理类似于我们写字,可以完成任意图形的加工、且加工精度极高,加工的最细线条可以达到纳米量级,不过,在图形的加工过程中,直写式光刻机是以点的方式进行加工的,工作效率极低,且难以实现大面积直写,不适合大批量结构的制备,所以目前主要用于掩模版的加工。
⑥一直以来,光刻机都在追求更高的信息容量。高分辨力、大面积、三维是其未来发展的主要方向。相信随着科学技术的不断创新,未来会有更多新型的光刻机应运而生。
(摘编自唐燕、胡松、何渝《光刻机——信息时代的制造之王》)
【材料二】
①为什么会出现芯片危机?主要原因之一是芯片制造太难,而芯片制造的关键设备是光刻机,因此芯片制造之难,实则是光刻机制造之难。
②光刻机以“光”为刀进行雕刻,精度极高。以光刻机领域的主流设备投影式光刻机为例,目前的7nm(纳米)精度,相当于把一根头发丝劈成几万份。再者,光刻机的结构极其复杂。有资料显示,一台投影式光刻机包含13个分系统,30000个机械件,200多个传感器。制造一枚芯片大概需要3000道工序,要想保证光刻机完美运转,每一步的成功率都要高于99.99%。
③目前全球仅有极少数企业具备量产投影式光刻机的能力。例如荷兰一家公司就独占全球市场份额的80%,精度在7nm及以下的投影式光刻机也只有这一家公司能够生产,由于产能有限,每年也只能生产20余台。物以稀“更贵”,每出厂一台,都被全球芯片制造商虎视眈眈,谁“抢”得到最新的光刻机,谁就造得出更高端的芯片。
④除此之外,造成芯片危机的原因还有以下几个因素:市场需求旺盛,特别是在新能源汽车和智能家居等领域,对芯片的需求也在不断增长;生产能力不足,如原材料供应不稳定、劳动力短缺等,导致实际产量跟不上需求量;技术创新放缓,在当前的技术节点上,继续提高芯片技术性能所需的投资和技术难度越来越大,导致了短期的供需失衡;地缘政治紧张,美国与其他国家间的贸易紧张局势和对某些国家的制裁行动,增加了全球芯片供应的不稳定性。
(摘编自《芯片制造为什么这么难》)