领先美国15年的KBBF晶体，光刻机的核心元件
鼎鼎说历史2020-11-08 16:07
2016年2月美国APC（先进光学晶体公司）发布郑重声明，宣布该公司已经和克莱门森大学合作，研制出了KBBF晶体（氟代硼铍酸钾），突破了从2009年开始，中国垄断的这种具有战略意义的晶体。并且他们声称，自己制造的晶体可以和中国制造的晶体相媲美，在部分关键技术领域甚至超过中国，这将有力提高美国的国防水平，打破中国长期以来的技术封锁。
看到这样的消息应该不少人都会有点错乱吧。毕竟美国的科技发展比中国先进了不少，在许多人看来美国的科学技术就是碾压中国。不过事实上，中国人才众多，虽然目前整体仍旧没有办法和美国比较，但在某些特定领域上，中国已经完全超过了美国。就比如这次说到的KBBF晶体，它的作用就远超你的想象。
CPU芯片的核心技术是中国欠缺的，主要是因为中国难以制造出光刻机，它是生产大规模集成电路的核心设备。想要制造和维护光刻机，都需要高度的光学和电子工业基础。世界上也只有尼康、佳能、欧泰克、SUSS、ASML等少数企业能够掌握。因此光刻机的价格昂贵，一般一套设备需要在3000万到5亿美元之间。不过很少人知道的是中国虽然还没有掌握光刻机技术，但却掌握了光刻机的核心部件，那就是KBBF晶体。
KBBF晶体是什么呢？
它的物理学名叫做氟代硼铍酸钾晶体，这是一种应用于光发射电子显微镜，超大功率激光器的非线性晶体。21世纪以来，激光被誉为最快的刀，能够执行各种各样的高精度任务。因此人类对于激光的要求越来越高。而KBBF晶体就是一种。能够将激光转化为史无前例的176纳米波长激光，是现阶段全球唯一能够立即存储超频，造成深紫外线激光的非线性光学晶体。是紫外线光唯一能够用的晶体，在民用的领域上，它能够修建超高像素的光电子能谱仪，纳米管精确测量和光刻技术等前沿科学研究。
那么这样的核心技术，中国是如何掌握的呢？
这就需要提到陈创天老先生，这个中国科学院院士，一生都在从事非线性光学材料机构和性能的研究。并在1983年，研发出了KBBF大晶体的制造技术，引起了国际的巨大反响。但早期中国并不知道这个东西的价值，从1980年代开始积累相关技术，它一开始主要应用于激光研究，中国发挥了大国风范。向全球科研机构开放供应。不过， 随着研究的深入。
在2009年，中国意识到这种晶体的战略意义。随即停止对外出口，突然而来的技术封锁，让美国人一下就傻了眼。为此 美国《自然》杂志甚至专门发了一篇《中国藏起了这种晶体》以此来表示这种这种晶体的重要性。
中国禁止出口，但KBBF晶体的未来发展潜力大。美国自然不可能放弃，因此从2009年之后，他们就投入数百亿美元进行研发，誓要突破中国的技术封锁。这也是该公司突破该晶体的技术后，会这么兴高采烈的原因，美国作为国际大国，他们从来都不愿屈尊于别人之下。
那么他们制造出这种晶体对中国有影响吗？事实上，是有的！
但影响似乎也不算大，KBBF晶体虽然被寄以厚望，但这个晶体很难作用民生领域，原因就在于目前KBBF晶体含有剧毒铍，并且其晶体层状生长习性严重。所以更多的情况下，这个晶体主要应用在军事领域上，就比如某某类型的激光武器和激光反导。就需要借助这种晶体的作用。同时在一些航天航空领域上，这个晶体也有着独特的作用。据了解，嫦娥3号就使用了这种晶体，用来实现航天中的高精密度任务。
不过，KBBF晶体并非完全不能普遍应用在民生领域，只需要解决这两点问题，它就会能够得到普遍的应用。让工业体系更上一层楼，问题的关键就是寻找新型深紫外NLO晶体材料。寻找那种无公害，并且能够延长使用寿命的新型材料。因此，中国自从2009年开始禁止出口KBBF晶体后，就不断在对此进行研究。
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