德國聯邦未來獎揭曉，這才是未來該有的樣子

2020-12-01 博雅德學

11月25日，德國聯邦總統弗蘭克-瓦爾特·施泰因邁爾在柏林舉行的頒獎典禮上宣布了2020年德國未來獎的得主。


憑藉「EUV光刻技術-數字時代的新光輝」項目，來自弗勞恩霍夫應用光學與精密工程學院的Sergiy Yulin博士，卡爾蔡司的PeterKürz博士和通快雷射系統公司的MichaelKösters博士獲得了技術創新獎。


延續人類發展的動力

「在最小成本的前提下，集成電路所含有的元件數量大約每年便能增加一倍」

摩爾定律是英特爾創始人戈登·摩爾的經驗之談，在數位化的大潮下，技術不斷更迭，這句話越發成為一個即將被打破的預言。

每18到24個月，集成電路上可容納的元器件數目便會增加一倍，晶片的性能也會隨之翻一番，這樣的定律是否還有效呢？

關於摩爾定律是否還有效科學界大致分為鮮明的兩派，以Intel、AMD、華為等為代表的在不同場合表態認為摩爾定律不會失效。

而晶片生產商臺積電董事長張忠謀曾公開表示，2025年很可能是納米時代終結的日子。

然而就在科學界爭論不休之時，全球光刻機之王ASML（阿斯摩）的CEO Peter Wennick給人們吃了一顆定心丸，公開表示他們的製造技術規劃已經推進到了2030年。能給Peter Wennick如此底氣的，就是EUV（極紫外線）光刻技術的突破。


德國與歐洲的勝利

上文中提到的ASML是世界上唯一的EUV光刻機製造商。作為集成商，該公司設計了總體系統架構。然而鮮為人知的是，這些系統的關鍵部件大功率雷射器來自於德國雷射工具機製造商TRUMPF通快集團，其中最為關鍵的多層塗層鏡、反射投影掩膜板以及完整的曝光系統都來自於耶拿的卡爾蔡司。

在世界上最強大的脈衝工業雷射器其用於產生光源以實現EUV光刻

在ASML、通快、卡爾蔡司和弗勞恩霍夫研究所的通力合作下，人類再一次突破了技術的極限，這項關鍵技術將計算機晶片的納米製程進一步減小，可以更加經濟高效生產，性能更高、更具有經濟性的晶片，使摩爾定律之爭再次被推後10年。

只有在歐洲充分的信任與合作才能完成這一壯舉，這也是歐洲在晶片製造技術領域再一次超越美國。

受限於製程

英特爾真的江郎才盡了

（雖然與本文沒什麼關係）


地球上最強的光學系統

「卓越的光學精度，是晶片生產的關鍵因素，它決定了晶片的製程。」

眾所周知光刻技術的使用的光源波長越來越短，可在某個區域中封裝更多電晶體，但是由於短波容易被空氣吸收，此方法已達到其極限。

彼得·庫爾茲博士（PeterKürz）是蔡司半導體製造技術公司負責EUV領域的副總裁，負責下一代EUV光學器件的開發。在他的帶領下，卡爾蔡司的科學家們開發了一種由多個反射鏡和真空腔組成的光刻系統。

它的精密程度誇張到，如果將鏡面延伸到全德國土地面積的大小，它的曲度誤差不會超過0.1毫米，這樣的鏡面共擁有100個獨立層，每層疊加的精度以原子精度計量。


一家公司兩次提名

除了頂尖的晶片製造技術之外，此次一同獲得德國未來獎提名的還有卡爾蔡司KINEVO 900機器人手術顯微鏡。

早在2017年KINEVO 900 就已經推出，通過引入機器人技術、數字可視化和現實增強技術，該系統在神經和脊柱外科手術中極大的減輕了醫生的負擔。

醫生不需要再手術過程中反覆調整鏡頭，在人工人工智慧的輔助下，可以對不同位置的病灶快速對焦，找到可能的出血點，並通過4k3d顯示技術分層查看。

目前該系統已經進行了30多萬次的外科手術，在德國幾乎所有的外科病房都配備了該設備。而這一次「晚到」的提名也讓卡爾蔡司公司成為為數不多的，在同一年度內的獲得兩項提名的德國公司。


結語

從1997年以來，德國聯邦每年都會評選出當年的德國未來獎（Deutsche Zukunftspreis），它是德國最高的科學榮譽之一。它表彰那些在技術，工程和生命科學方面取得了傑出成就的產品。

德國未來獎展覽

從2006年以來，獲獎者的作品一直被慕尼黑德意志博物館收藏並永久展出。它們代表著德國人眼中的未來的樣子，更加精確、更加高效、更加健康，這才是未來該有的樣子。

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