## 光刻机、核电站和高端中国制造

如果你能诚实面对现实，当前中国经济的状况并不是那么好。很多地方面临债务危机，很多年轻人找不到工作，很多人生活困难……但以中国之大，任何时候总会给你希望。正所谓东方不亮西方亮，黑了南方有北方，中国在高科技领域，经过这么多年的积累，现在正在迎来爆发。

特别是最近这一两个月以来，一方面因为DeepSeek、宇树科技、Manus这些AI公司的突破，一方面也是因为特朗普民粹政策衬托，中国在X上的形象不但是极为正面，而且已经成了先进科技的代表。可以说在美国网友心目中，中国并不是敌人，更不是落后者，而是美国人学习、甚至羡慕的对象。

当然这种情绪并不是完全客观的，更多地是感叹自己国家没搞好。这就有点像路易十四时代、启蒙运动初期的欧洲人，一方面对本地社会和宗教冲突，战争频繁很不满，一方面听耶稣会士描写的康熙朝又稳定又富裕又文明，就把大清想象成一个理想国作为寄托。

这个精神寄托到了什么程度呢？到了认为中国无所不能的程度。

美国出了一帮「中国吹」。现在X上的中国，比国内中文世界里的中国，要厉害得多。但中国科技水平究竟如何，我尽量给个公正的评价。

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最近美国的科技爱好者流传以下这几个说法，你在中文社交媒体上很可能都没听说过 ——

中国正在准备建一个「太空三峡大坝」项目：这是一个位于外太空轨道的、1公里宽的太阳能电池板带，它每年所能提供的能量，相当于地球上所有可开采的石油总量……

![图片](https://piccdn2.umiwi.com/uploader/image/ddarticle/2025031118/1870125461867140664/031118.png)

中国刚刚在内蒙古发现了100万吨的钍（thorium）矿，可以用于核裂变反应堆发电，它所提供的能量，足够中国用上6万年……

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中国正在国内建设整个半导体供应链，涉及到芯片的每个环节，中国都要自己做 —— 而之前没有任何国家曾经尝试这样做过 ——

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还有人甚至说，中国的国产极紫外光刻机已经在华为东莞工厂接受测试，预计2025年三季度试生产，2026年量产……

![图片](https://piccdn2.umiwi.com/uploader/image/ddarticle/2025031118/1870125545619002936/031118.png)

如果这些说法都是真的，现在不应该是美国卡中国脖子，而是中国考虑是否要封锁美国科技。现实是这些都是大大夸大了的说法。但好消息是，这些说法都有一定的真实成分，中国的科研人员的确正在做一些大事。

我并不掌握任何内部消息，以下所有的分析都是基于公开信息。你听完后会有个更客观的评估，但也许更重要的是，你会对「高科技」有更清醒的认识。

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先说「太空三峡大坝」项目。在太空接收太阳能有很多优势，发电板可以始终面向太阳，不受昼夜更替影响，而且没有大气层对光线的散射和吸收，估算发电效率是地面的十倍。中国的确有这么个计划，但是目前还处于蓝图阶段。

中国的计划 [1] 是2028年发射一颗无线能量传输试验卫星到近地轨道，来验证在太空收集的电能能不能以微波的形式无线传输回地球。

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如果实验成功，2030年将建成一个100千瓦级的空间太阳能电站；2035年提升到10兆瓦级；到2050年的远景目标，是建成2吉瓦（GW）级的空间太阳能发电站。

2吉瓦的发电能力有多大呢？相当于地面上一座大型核电站，足以满足几百万个家庭的用电需求。它一年的发电总量是17.5太瓦时（TWh）—— 这个数字不小，但仍然远低于三峡大坝每年100太瓦时的发电量。而按照全球石油每年用于发电的总产量计算，2吉瓦级电站的发电量连其千分之一都不到……更何况与全球所有石油的总储量相比。

所以这不是一个能改变世界的项目。

太空三峡大坝的消息最早是《南华早报》2025年1月9号报道的 [2]，人家根本就没说要跟全球石油储量相比；后来英文媒体广泛转载 [3]，不知到哪家媒体率先添加了这句夸大的说法。

现实是这个技术目前连可行性验证都没有完成，你也可以说是一个科学幻想。而且这可能也不是中国原创的设计，欧洲、美国和日本都有类似的计划。中国更多地是确保参与，而不是打算独占。

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光刻机是国之重器，极紫外（EUV）光刻机是生产5纳米以下芯片的必需设备，目前全世界只有ASML一家公司具备生产能力，而美国要求其对中国禁运。极紫外光刻机是中国芯片产业最大的瓶颈，也是未来AI发展的决定性因素。

我们专栏讲过克里斯·米勒（Chris Miller）的《芯片战争》一书 [4]，我们知道极紫外光刻机有多难 —— 最大的难点，就是光源。

极紫外光的波长只有13.5纳米，必须人造。ASML的技术方案是「激光液滴等离子体（LPP）」—— 先造出直径仅为30纳米的小锡球，让它们在真空中高速移动，再用高功率激光进行两次轰击，使其变成等离子体，从而释放出极紫外光。这个过程中有诸多技术难点，整个技术体系是全球科研人员花费二三十年才攻克……

其中最关键的，是轰击小锡球的二氧化碳激光器。全世界就只有德国通快（TRUMPF）公司能够制造这个激光器，它自身就包含超过45万个零部件。

中国没有采用ASML的这个技术路线。中国在搞另外两种极紫外光源，准备弯道超车 [5]。

第一个方案是哈尔滨工业大学赵永鹏团队的“激光诱导放电等离子体”（LDP）技术。它同样利用激光轰击金属锡，但不用像ASML那样精确制造纳米级的小锡球，也不需要高难度的二氧化碳激光器。它的原理是先用激光把锡材料气化，在两个电极之间形成锡蒸汽云，再用高压电流使其电离，形成高温等离子体，从而产生极紫外光。

这个方法有两个难点。首先，极紫外光的稳定输出需要精确控制激光气化锡与电流放电的时序匹配，电脉冲必须极为精准。再者，更严重的问题是，等离子态的锡蒸汽会侵蚀电极材料。为此你必须限制放电的频率，那么结果产生极紫外光的功率就上不去。其实ASML当初也考虑过这个路线，就是因为功率低而放弃了。

但是赵永鹏团队在2024年取得了重要进展。他们获得了一项科技奖项，并且已经跟上海的一家公司展开合作，开发能够应用于光刻的极紫外光源实验室原型机！但是具体怎么解决的，指标如何，现在我们还不好说。

第二个方案是清华大学提出的“稳态微聚束存储环加速器”（SSMB）方案。这是一个极其大手笔的方案，核心思路是建造一个环形粒子加速器，在其中加速电子束，使其与注入的激光和磁场相互作用，产生同步辐射，从而获得极紫外光。

此方案在2023年刚刚完成科学可行性实验，也就是说物理原理允许。

清华这个方案最大的优势是能产生极大功率的极紫外光，可以说是量大管饱。但量大也有问题，首先极紫外光在传输中会有损耗、会损害元器件，如何有效引导、反射和传输光束就是个难题。而且加速器造价极为昂贵，目前看为了提高效率必须围绕加速器摆放多台光刻机，形成一个大工厂，用规模效应摊薄成本。

清华这个方案现在主要还在纸面上，刚刚立项。下一步是准备在雄安开建加速器。

理想情况下，中国应该先用哈工大方案解燃眉之急，再用清华方案的规模效应对ASML形成碾压……不过这里有很多变数。

就算有了光源，光刻机的其他部分还需要一一攻克。比如极紫外光很容易被吸收，反射镜怎么做？如何确保光刻精度达到纳米级别？掩膜版怎么搞？

ASML的光刻机产业链涉及到世界范围内上千家供应商，它使用了特殊的管理方式把它们整合在一起，共同合作研发，最终完成生产。推测中国扮演这个整合角色的企业可能是华为，但华为从来没有公开表示要干这件事儿……这里有很多工作。

前面网上流传的那张图，其实不是光刻机整体，而只是个“物镜装调干涉仪”。这是给光刻机物镜监测和校准的设备。中国有这个干涉仪，说明至少在物镜方面已经取得了一定突破。要知道此前能做极紫外光刻机物镜的公司只有德国蔡司一家。

综合而论，虽然有突破，我很难相信中国能在短时间内造出可商用的极紫外光刻机。你要知道目前中国连成熟的深紫外（DUV）光刻机都未能实现完全国产化。

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基于钍（Thorium）的核电站，则是一个非常靠谱的项目，而且中国的确领先。

传统核电站都是用铀-235/铀-238做燃料，钍则是另一个思路。首先你要用中子轰击钍-232，让它衰变为镤-233，然后转变成铀-233，这种铀-233就可以像铀-235那样发生裂变放出能量​了，这叫「钍燃料循环」。

钍作为能源有许多优势。首先它的燃烧效率比铀高很多，而且储量很丰富，在地球上的丰度大约是铀的三到四倍，而且开采比铀容易得多。不但中国有，巴西、印度、澳大利亚、美国也都有大量钍资源，并不稀缺。可谓是价格便宜量又足。

再者，钍反应堆产生的核废料相对比较少，而且核废料的放射性半衰期比较短，更容易处理。

安全性方面，钍反应堆需要高温启动，但是工作在低压环境，所以几乎不太可能发生灾难性核事故。压力低就不需要用水压保安全，这也意味着钍反应堆更容易部署，不一定非得在海边。

当然钍反应堆也有一些技术挑战，最主要的大概是两个。一个是钍反应堆会产生伽马射线辐射，你必须做好防辐射措施。另一个是主流的钍反应堆都是采用熔盐堆（Molten Salt Reactor，MSR），熔盐虽然稳定，但可能会腐蚀管道和设备，需要开发专门的耐腐蚀材料。这些难点似乎都比较容易克服。

那你说钍反应堆这么好，为什么没有成为主流呢？我理解主要是因为历史路径依赖。最早的核能技术是从核武器发展而来的，各国搞核电站的同时，都希望利用核电站生产用于核武器的原料，钍没有这个功能。等到铀基核能技术成熟以后，那就是一整个核工业，相关产业链已经建立起来，大家就没有动力研发钍反应堆了。

美国橡树岭国家实验室早在1960年代就研究过钍反应堆技术，论证了一番就放弃了。

现在绝对是中国领先。中国早在2021年就建成了一个实验性的钍反应堆，而且在2023年获得运行许可，已经具备发电能力。中国计划在2025年开工建设一个10兆瓦级的钍基熔盐堆发电站，预计2029年前完工，可为10万户家庭提供电力。到2035年，中国还计划建设一个100兆瓦级的商业钍基熔盐堆电站。

相比之下，美国目前主要是几家私人公司在搞钍反应堆的研发。有一家公司（Flibe Energy）主攻设计，另一家公司（ThorCon）打算在印尼建设一个500兆瓦级的熔盐堆，但项目尚未开工。印度、日本和欧洲也有相关研究，进度上都远远落后于中国。

这样说来，如果受控核聚变技术短期内难以实现，铀矿石价格又比较贵，那么钍反应堆就可以为中国提供持续、稳定的能源。中国把这个技术先做成体系，就可以向全世界输出。

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总的来说，中国当前的科技水平虽然还没有达到X网友心目中那种科幻级，但的确已经取得了相当了不起的成就。我们这里说的只是一部分，在比如说航空航天领域中国也是世界第一梯队。中国现在至少在高端制造业上已经不再只是模仿发达国家的技术，而是有了自主创新能力和技术话语权。

在一些领域，中国跟国际同行齐头并进，存在感很强；在另一些领域，中国虽然被技术封锁，但决心极大，正在另搞一套，甚至可能“弯道超车”；而在一些尚未被广泛研究的前沿领域，中国已经率先突破，成为世界第一。

但我们必须说，中国制造的整体水平，还不是世界*顶级*水准。优秀不等于顶级。

比如高端医疗仪器，中国仍然严重依赖进口。高端数控机床方面，尽管中国已经能够生产五轴联动机床，但精度仍然落后于德国和日本，更复杂的七轴机床仍然靠进口。中国的战斗机已经采用了国产矢量发动机，但因为材料工艺的限制，国产发动机的寿命只有西方的四分之一 [7]。

可以用“80/20法则”描写当前的局面。如果世界科技的顶级水平是100%，那么达到80%就可以称为优秀。优秀是可堆积的。只要你持续投入资金、汇聚人才、一路开绿灯就可以做到优秀。尤其是人家已经证明了技术可行性的前提下，你投入20%的努力就能达到80%的技术水准。

但是从优秀迈向卓越，也就是从80%提升到100%，却是完全不同的打法。前面已经看不到明确路线了，这不仅仅是一项技术突破的问题，还涉及到产业链配套、跨领域合作、基础科学研究，尤其是国际间的协同创新。最难的难题往往不是靠一国之力独立解决的。

为了剩下那20%，我们得投入80%的努力。

中国现在正处于从优秀到卓越的关键过渡期，不能盲目乐观……但是我们前面的对手已经不多了。

而现在有个机遇。特朗普正在给中国创造超车机会。特朗普和马斯克正打算削减美国的科研经费 —— 事实上美国科技的强大很大程度上依赖于政府资金支持下的大学和国家实验室科研体系。如果像NASA这样的机构都难以拿到科研经费，美国科技进步的速度必然放缓。而且美国正在疏远盟友，减少国际合作。

也许中国甚至不需要弯道超车，只要保持正常节奏，走直线就能超车。

![图片](https://piccdn2.umiwi.com/uploader/image/ddarticle/2025031120/1870133045706673236/031120.jpeg)

注释

[1] https://en.ncsti.gov.cn/home/gridview/202406/t20240613_164551.html

[2] https://www.scmp.com/news/china/science/article/3294091/china-plans-build-three-gorges-dam-space-harness-solar-power

[3] 比如 https://www.livescience.com/space/space-exploration/china-plans-to-build-enormous-solar-array-in-space-and-it-could-collect-more-energy-in-a-year-than-all-the-oil-on-earth

[4] 芯片战争4：有史以来最复杂的机器

[5] EUV光刻机调研报告：https://share.evernote.com/note/54dd3156-e36c-8ce9-42b0-ddac57542c0f

[6] 钍反应堆调研报告： https://lite.evernote.com/note/35bbdb90-575d-1f55-1e56-b31aba295dd3

[7] https://www.csis.org/analysis/powering-proliferation-global-engine-market-and-chinas-indigenization

### 💡 精华要点
- 1.中国当前的科技水平的确已经取得了相当了不起的成就。
- 2.但中国制造的整体水平，还不是世界*顶级*水准。优秀不等于顶级。
- 3.从优秀迈向卓越，却是完全不同的打法，不仅仅是一项技术突破的问题，还涉及到产业链配套、跨领域合作、基础科学研究，尤其是国际间的协同创新。
