江州,啟明防務技術研究院,地下三層絕密會議室。
空氣中瀰漫著緊張的味道。
坐在林遠對麵的,是尼康精密機械部門的前本部長,山田光一。他身後跟著三個頭髮花白的日本老頭,都是尼康光係的骨灰級專家。
山田光一將一個沉重的鈦合金手提箱放在桌上,解鎖,開啟。
裏麵是一塊硬碟,和一本厚厚的紙質藍圖。
“林先生,”山田的聲音低沉,“這是尼康秘密研發了五年的NA0.55投影物鏡係統設計圖。”
“A**L的EUV光刻機,NA數值孔徑隻有0.33。而我們這個,是0.55。”
“理論上,配合你們的計算光刻技術,它可以讓DUV光刻機的解像度極限,推進到3納米。”
“這是尼康最後的賭注。也是我們反擊A**L的唯一武器。”
王海冰戴著手套,翻開藍圖。隻看了幾頁,他的手就開始顫抖。
“這……這太瘋狂了。”
“物鏡組總長2.5米,最大鏡片直徑0.8米,總重量1.5噸?”
“這哪裏是顯微鏡,這簡直是天文望遠鏡!”
“是的。”山田點頭,“為了在193nm波長下實現0.55的NA,我們必須把鏡子做得巨大,以收集更多的衍射光。”
“但是,”山田話鋒一轉,眼神黯淡,“我們造不出來。”
“為什麼?”林遠問。
“三個原因。”
山田伸出三根手指,像是在曆數家珍般的絕望。
“1.材料封鎖,這種尺寸的透鏡,不能用石英,必須用氟化鈣單晶。因為隻有螢石在深紫外波段下吸熱少,熱透鏡效應低。但是,全球能生長這麼大尺寸螢石晶體的,隻有德國肖特和美國康寧。他們對中國和叛變的尼康,斷供了。”
“2.加工極限:鏡片太大了,自重導致的重力塌陷達到了微米級。而我們的麵型精度要求是0.5納米。這意味著,我們要在鏡片彎曲的狀態下,把它磨平。這需要磁流變拋光技術。尼康沒有這種裝置,那是美國QED公司的專利,嚴禁出口。”
“3.計量黑洞:就算造出來了,我們沒法測。要測量0.8米口徑、0.5納米精度的非球麵,需要巨型的計算全息乾涉儀。這東西,隻有美國Zygo公司能做。同樣,禁運。”
“林先生,”山田看著林遠,“圖紙我給你了。但如果你解決不了這三個問題,這就是一堆廢紙。”
林遠看著那張藍圖。
巨大的透鏡組像一座複雜的玻璃塔,精密,脆弱,且沉重。
“既然圖紙有了。”
林遠合上箱子。
“那我們就從石頭開始造。”
內蒙古,赤峰。
這裏是中國最大的螢石礦產地。
林遠沒有去德國求肖特,也沒有去美國求康寧。他直接帶著李振聲教授和漢斯,殺到了礦山。
“螢石,化學成分CaF2。”李振聲看著滿山的石頭,“中國儲量世界第一。但是,要做成光刻機鏡頭,需要生長出超低應力、超高均勻性的大尺寸單晶。”
“難點在於熱應力。”
“螢石導熱性極差,且脆性極大。在晶體生長過程中,如果爐內溫度梯度稍微大一點,晶體內部就會產生內應力,導致雙折射效應。”
“光通過有應力的晶體,會發生偏振旋轉,這就毀了成像質量。我們需要一個完美溫場。”
在墨子材料的新基地裡,一座高達10米的布裡奇曼真空生長爐被搭建起來。
“啟動盤古熱場模擬。”
汪韜的AI團隊介入。
他們不再依賴經驗,而是用有限元分析,模擬了爐內每一個氣體分子的對流,每一個加熱器的輻射。
“設計一個多區控溫加熱器。”李振聲下令。
“把爐膛分成50個獨立的溫區,每個溫區獨立控製。”
“我們要讓晶體生長介麵的溫度梯度,控製在0.1℃/cm以內。”
這是一場漫長的等待。
晶體生長速度:1毫米/小時。
長一個0.8米的晶錠,需要一個月。
期間,不能斷電,不能震動,不能有任何乾擾。
一個月後。
爐門開啟。
一塊直徑850mm,重達300公斤的淡紫色透明晶體,被緩緩吊出。
鐳射照射檢測。
應力雙折射:<1nm/cm。
“極品!”漢斯驚嘆,“這比肖特的貨還要好!中國的礦,加上AI的控溫,絕了!”
第一關,過了。
有了晶體,接下來是加工。
要把這塊300公斤的石頭,磨成特定形狀的非球麵透鏡,且麵型誤差小於0.5納米。
這相當於把地球磨平,且最高的山峰不能超過一根頭髮絲的千分之一。
傳統的磨盤不行,會有劃痕,且無法處理非球麵。
離子束拋光太慢,修一個鏡子要一年。
必須上磁流變拋光。
這是一種神奇的流體。在普通狀態下是液體,但在磁場中瞬間變成固體,高粘度流體。
利用磁場控製流體的硬度和形狀,像一個柔性的磨頭,去拂拭鏡片表麵。
“美國QED公司壟斷了MRF裝置。”王海冰臉色難看,“我們買不到。”
“誰說要買了?”
林遠拿出一份檔案。
《國防科技大學精密工程實驗室合作協議》
“別忘了,我們是軍民融合單位。”
“國防科大搞MRF已經二十年了,是用來磨鐳射武器反射鏡的。”
“雖然他們的裝置有點土,不夠自動化。但原理是一樣的。”
林遠把國防科大的教授請到了江州。
“我們要對軍用的MRF機床進行AI化改造。1.駐留時間演演算法。汪總,你要訓練一個模型。根據鏡麵的誤差圖,計算出拋光頭在每一個點需要停留多少毫秒。”
“哪裏高了,就多磨一會兒;哪裏低了,就少磨一會兒。”
“2.流體穩定性控製,磁流變液在使用中會老化、沉澱。我們需要一套實時迴圈監測係統,動態調整磁場強度,保證去除函式的穩定性。”
接下來就是實戰了。
巨大的機床上,機械臂帶著磁流變噴頭,在巨大的螢石鏡片上緩緩移動。
沒有噪音,沒有火花。
隻有黑色的磁流變液,像絲綢一樣滑過鏡麵。
這就是原子級切削。
每一次拂過,帶走幾層原子。
一週後。
檢測結果:RMS=0.35nm。
山田光一看著那塊如同一汪清水般的鏡片,跪在地上,泣不成聲。
“這是……神跡。”
鏡子磨好了。
但怎麼裝?怎麼測?
這塊鏡子重達幾百公斤。把它豎起來,重力會讓它發生微米級的形變。
對於0.5納米的精度要求來說,微米級的形變簡直是災難。
而且,沒有Zygo乾涉儀,怎麼知道它磨對了沒有?
“我們沒有乾涉儀。”王海冰絕望地說,“沒有尺子,我們怎麼知道布匹的長度?”
“那就造一把尺子。”
林遠看向漢斯。
“漢斯,你還記得A**L是怎麼測鏡子的嗎?”
“他們也不用Zygo。”漢斯說,“對於這種超大口徑,他們用點衍射乾涉儀(PDI)。”
“不需要大口徑的標準鏡,隻需要一個針孔。”
鐳射通過一個微米級的針孔,衍射出完美的球麵波。
用這個完美的球麵波作為基準,去和被測鏡麵的反射波進行乾涉。
“這不需要複雜的透鏡,隻需要精密的機械結構。”
“但是,”漢斯皺眉,“要在重力環境下測量,必須把鏡子解除安裝。”
“解除安裝?”
“對。用幾十個支撐點,把鏡子的重力抵消掉,模擬太空中的失重狀態。”
“這需要極其複雜的主動支撐係統。”
林遠調來了石頭科技的機械人團隊。
“張博,我要你們做一個液壓 壓電混合支撐床。”
“粗調,36個液壓囊,承擔鏡子99%的重量。精調,每個液壓囊上,裝一個壓電陶瓷致動器。”
“然後,用AI實時計算鏡子的受力變形。當重力把鏡子往下拉時,壓電陶瓷就往上頂。”
“我們要讓這塊幾百公斤的玻璃,在地球上漂浮。”
三個月後。
江州,恆溫恆濕控製在0.01度的超凈裝配車間。
一座高達3米的巨大金屬塔矗立在中央。
這就是啟明-NikonHigh-NA物鏡係統。
裏麵層疊著12塊巨大的螢石透鏡和石英透鏡。
每一塊透鏡,都漂浮在主動支撐係統上。
“鐳射對準。”
一束紅色的引導鐳射射入物鏡頂部。
經過12次折射,最終匯聚在底部的像麵上。
“波前像差檢測……”
所有人都屏住了呼吸。
這是最後的審判。
螢幕上,澤尼克多項式的係數開始跳動。
RMSWavefrontError:1.2nm.
“1.2納米?”山田光一驚叫,“這……這比A**L的EUV鏡頭還要好!”
要知道,EUV鏡頭的波前像差通常在2nm左右。
“因為我們用了透射式。”李振聲解釋道,“EUV隻能用反射式,反射式對錶麵精度要求是透射式的4倍。我們用193nm透射,雖然波長長,但光學設計自由度大。”
“配合我們的計算光刻……我們真的能做3納米!”
就在所有人歡呼的時候。
林遠的手機響了。
是趙孟頫打來的。
他雖然下台了,但情報網還在。
“林遠,你搞出大動靜了。”
“美國CIA已經知道了尼康泄密的事。”
“他們沒有找日本政府,而是直接找了康寧和肖特。他們懷疑你們解決了螢石來源。現在他們正在全球範圍內,搜查所有的高純度氟化鈣粉末流向。”
“而且,”趙孟頫的聲音低沉,“他們啟動了破壞行動。”
“什麼破壞?”
“你用的那個磁流變液,核心配方裡有一種特殊的磁性粉末。”
“美國商務部剛剛把這種粉末列入了最高階別的管製清單。”
“並且,他們向你的供應商某家國內的化工企業,傳送了威脅信。”
“如果你不能在24小時內解決磁流變液的國產化。”
“你的下一塊鏡子,就磨不出來了。”
林遠結束通話電話。
看著那座巨大的鏡頭塔。
他知道,這隻是樣機。
要量產,必須解決耗材。
磁流變液,這種黑乎乎的液體,成了新的攔路虎。
“去把江鋼化工部的人叫來。還有,聯絡包頭稀土研究院。”
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