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而提到材料学，就不得不提到奠定了日本在精密加工以及精密芯片行业的统治地位的另一个基础产业，那就是光刻机。
光刻机是生产大规模集成电路的核心设备，制造和维护需要高度的光学和电子工业基础，世界上只有少数厂家掌握。因此光刻机价格昂贵，通常在3，000至5，0000万美元。
光刻机/紫外曝光机（maskaligner)又名：掩模对准曝光机，曝光系统，光刻系统等。常用的光刻机是掩膜对准光刻，所以叫maskalignmentsystem.
一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀等工序。
photolithography（光刻）意思是用光来制作一个图形（工艺）。
在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。
高端的投影式光刻机可分为步进投影和扫描投影光刻机两种，分辨率通常在十几纳米至几微米之间，高端光刻机号称世界上最精密的仪器，世界上已有7000万美金的光刻机。高端光刻机堪称现代光学工业之花，其制造难度之大，全世界只有少数几家公司能够制造。国外品牌主要以荷兰a**l（镜头来自德国），日本尼康（intel曾经购买过nikon的高端光刻机）和日本佳能三大品牌为主。
而光刻机里面最重要的就是曝光系统、工件台和对准系统。
曝光系统的主要功能就是平滑衍射效应、实现均匀照明、滤光和冷光处理、实现强光照明和光强调节等。
工件台由掩模样片整体运动台（xy）、掩模样片相对运动台（xy）、转动台、样片调平机构、样片调焦机构、承片台、掩模夹、抽拉掩模台组成。
其中，样片调平机构包括球座和半球。调平过程中首先对球座和半球通上压力空气，再通过调焦手轮，使球座、半球、样片向上运动，使样片与掩模相靠而找平样片，然后对二位三通电磁阀将球座和半球切换为真空进行锁紧而保持调平状态。
样片调焦机构由调焦手轮、杠杆机构和上升直线导轨等组成，调平上升过程初步调焦，调平完成锁紧球气浮后，样片和掩模之间会产生一定的间隙，因此必须进行微调焦。另一方面，调平完成进行对准，必须分离一定的对准间隙，也需要进行微调焦。
抽拉掩模台主要用于快速上下片，由燕尾导轨、定位挡块和锁紧手轮组成。承片台和掩模夹是根据不同的样片和掩模尺寸而进行设计的。
而工件台上的一切操作都需要在对准系统的辅助下，进行手工调节。
而制造高精度的对准系统需要具有近乎完美的精密机械工艺，对准系统另外一个技术难题就是对准显微镜。为了增强显微镜的视场，许多高端的光刻机，采用了led照明。
对准系统共有两套，具备调焦功能。主要就是由双目双视场对准显微镜主体、目镜和物镜各1对（光刻机通常会提供不同放大倍率的目镜和物镜供用户组合使用）。
而杨小乐对sony公司的ccd感光元件这么感兴趣、甚至不惜大丢脸面的垂涎三尺，就是为了将ccd应用在对准系统上，前世应用广泛的ccd对准系统作用是将掩模和样片的对准标记放大并成像于监视器上。
不错，杨小乐就是想借此进入光刻机的市场。
而要想进入这个真正的高科技行业，除了从日本的尼康和佳能入手以外，杨小乐暂时别无他法，因为这个行业是个系统工程，高端光刻机集精密光学、机械、控制、材料等先进科技和工程技术于一体，是集成电路装备中技术难度最高、价格最昂贵的关键设备，被称为人类技术发展的制高点和制造工业“皇冠上的明珠”。
光刻机的水平决定着集成电路的发展水平，它在ic制造设备的价值链中占30%—40%。而光刻机的主要难点聚焦在准分子光源、光学系统和超精密运动高速工作台。犹如世界上没有两片相同的叶子，同样，也没有两台一模一样的光刻机。每台光刻机，都有自己独一无二的“光刻指纹”。杨小乐的最终目的就是要生产完全属于自己的光刻机。
一台光刻机有上万个零部件要在电脑程序的控制下进行复杂协调的联动，其运动精准程度的误差不得超过一根头发丝的千分之一，这无异于在头发上“绣花”！打个通俗的比喻，就如同坐在一架超音速飞行的飞机上，拿着线头穿进另一架飞行飞机上的针孔。
而光刻机就好像一个人，一个个子系统就如同人体的各种器官。首先，要有总体框架，每个“器官”大小尺寸必须系统设计，否则五花八门，大小不一，不合规范。其次，即使各个单位制造的“器官”都符合指标要求，但一装到系统就常常出现问题，这里还存在很多复杂因素。其中的集成经验要通过大量的工程演练才能形成。就如同人经常会发烧生病，有先天体质原因，这就是光刻机的性能指标；也有后天因素，这就要靠“医生”也就是集成部门去诊断，技术人员不仅要“验血检查”，还要告诉供应商真正的病根。
比如说，今天天气和温度变了，空气压力变了，设备的对焦就不准确了。这需要研发部门的人做仿真模拟，研究空气对哪些部件有影响，或许这其中会遇到一个问题，百思不得其解，往往需要花费无数的时间才能解决。任何集成都是创新，在这个过程中研发部门都经常会遇到死胡同，为了绝地反击，起死回生，除了大把的往里面砸资金以外，别无他法！
光刻机就像一台精密复杂的特殊照相机，是芯片制造中“定义图形”中最为重要的一种机器。
每颗芯片诞生之初，都要经过光刻技术的锻造。光刻机就像个以光为刃的铸剑高手，将硅片从一粒顽石变为智慧之脑，一闪之间，母版上复杂的电路设计图形即转化为硅片上细微繁密的沟壑纹理。谁掌握了这种利刃，就拥有了集成电路产业发展水平的技术掌控权。各发达国家政府一直对相关战略产业持续投入，争取战略竞争优势，在此领域，荷兰、美国、日本早已虎踞龙盘。
前世的尼康公司创建于1917年，由当时在日本领先的3家光学仪器制造部门合并组成，现有职员6900余人。于60年代中期涉足半导体制造领域，1980年介入stepper（步进曝光机）制造领域，至今已向世界市场提供了6200余台stepper，自1996年起stepper年销售额(20亿美元)便超过了公司年销售额(约35亿美元)的一半以上，达60%。2000年尼康公司的stepper全球销售额达24.3亿美元，占当年全球光刻设备市场41%的份额。自1985年起，nikon公司的stepper全球销量便取代了gca公司多年来(1978～1984年)的霸主地位(当年nikon公司145台，gca公司115台)，之后其产量逐年上升，到1996年财政年度(1996年3月～1997年3月)nikon公司stepper年销售量创历史最高记录，达到900余台，占当年世界stepper市场销售量(1530台)的3／5，从1985年2001年，尼康公司已连续独霸世界stepper市场之首达16年之久。
而前世同属日本的佳能公司创建于1937年，其前身为“精机光学研究所”，是全球著名的跨国公司，1970年开始涉足半导体制造领域，更是早于尼康在1978年推出激光自动对准光刻机“pla－500fa”，1979年推出了第一台1:1反射投影光刻机“mpa－500fa”，1984年推出第一台商品化步进重复缩小投影光刻机“fpa－1500fa”，1990年推出第一台i线光刻设备“fpa－2000ii”，整个80年代canon公司以生产1へ1反射投影光刻机为主导光刻设备。截止1991年，其向世界市场提供pla300～pla600fa系列光刻设备3000台。进入90年代之后，该公司的光刻设备转向了以stepper为主。1996年的市场销售额达12.12亿美元，在当年世界十大半导体设备公司中排序第五，在stepper销售市场中排名第二(尼康、佳能、a**l)。其stepper市场主要集中在日本和欧洲，2000年的全球市场销量为260台，2001年约为400台。
然而，花无百日红，人无千日好。
前世的a**l公司从2011年起已经垄断了高端芯片曝光机市场，也控制了中低端芯片曝光机市场80%的份额，同时拥有整个芯片曝光机市场105%的利润（因为尼康尼是亏损的），此后，a**l的垄断格局更加明显了，佳能识时务，2008年开始逐步退出芯片曝光机业务，停止亏损，专注于打印机业务。日本最大财团三菱集团不甘心失去这个领域的产能，竭尽全力支撑尼康的芯片曝光机，亏损也不愿意退出，不过结果是越陷越深。