美国也被封锁了?中国这一技术全球领先,老美追赶15年也难以超越

江话直说 2024-10-17 16:48:09

在国际科技开发中,我们总是有一种落于人后的即视感。

但是,有一项冷门但牛得一塌糊涂的技术,悄悄在国际舞台上发挥着作用。

这项技术的名字听起来就像是一种黑科技,但它确确实实是中国的技术,而且由于稀缺性,它直接把美国给锁在门外了。

这个技术,中国已经掌握了快30年,而美国人追赶了15年,也只能望洋兴叹。

那么这是个什么技术呢?美国也能被封锁?

一、名字虽拗口,作用却逆天

KBBF,中文名叫氟硼酸钾铍晶体,说起来确实有点拗口,完全不像什么热门高技术,但它的作用真是逆天。

我们打一个小小的比方,小时候的物理课上我们都学习过,用一个三棱镜,透过阳光,能把阳光分成美丽的七个颜色,把光变成一道彩虹。

那个三棱镜就是阳光通过的一个介质,而这里说到的KBBF晶体,起的作用就是类似那个三棱镜的作用,不过这里不是阳光,是其他的光。

KBBF晶体是当前全球唯一能将深紫外光从电流转换出来的晶体材料。

这啥意思?简单来说,它让一些非常难以生成的紫外线成为可能。

而深紫外光,也就是200纳米以下的紫外线,能做啥呢?

它的应用范围超广,从半导体制造、激光技术、国防、医学,甚至是环境监测,KBBF晶体都得心应手。

深紫外光,某种程度上,决定了一个国家的技术高度。

所以,KBBF晶体不仅仅是一个实验室里的产物,它早已成为中国的战略资源。

我们回到半导体这个大背景下,大家都知道,半导体技术是一国科技水平的体现,而深紫外光刻机则是制造高端芯片的核心装备。

而深紫外光的产生,又离不开KBBF晶体的作用。

简单来说,没有KBBF晶体,就没有办法生产出最顶尖的芯片。

所以这事儿不再只是单纯的技术领先问题,它关乎到国家战略安全。在这个背景下,KBBF晶体的重要性不言而喻。

这么听下来,你可能会觉得:这个问题真的挺重要啊,为啥美国搞不定?还追了15年也没追上?

要知道,美国在技术领域一直是全球领跑的存在。半导体、航天、互联网,哪一个不是美国走在前列,这次怎么被中国的KBBF晶体这么去“卡美国的脖子”了?

这里就要讲到KBBF晶体的制造难度了。

你以为这是普通的晶体?首先KBBF的核心元素之一是铍,这东西有剧毒,对操作环境要求极高,不是谁都敢碰的。

其次,它的合成过程非常复杂,不是你有钱就能解决的事儿。

再加上晶体生长的时间、工艺、设备等等,都难得一塌糊涂。

中国是从上世纪80年代末才开始研究KBBF晶体的,经过将近十年的摸爬滚打,才成功制造出全球第一块大尺寸KBBF晶体。

有趣的是,虽然KBBF晶体技术让中国在某些领域实现了弯道超车,但很少有人知道,背后中国的科研人员是如何一步步攻克这个难关的。

要知道,这个技术的突破并非一蹴而就。

当看到这里的时候,也许大家都会好奇,到底是哪些科学家做了这项堪称壮举的工作呢?

二、北大物理系

这里不得不提的就是这个技术的开创者,陈创天。一个坏消息告诉大家,他已经去世了,2018年走的。

陈创天是三十年代生人,一辈子都在从事枯燥的物理工作,方向是非线性光学晶体。

五十年代,中国社会当时还有些动荡不安,陈创天进入北大物理系学习。六十年代,他开始学习量子化学技术。

晶体的研究就是他根据量子化学方法计算出理论,经过不断的论证和实验,准确计量一些晶体的非线性光学系数。

这里最重要的一个就是线性光学效应,它是一种局域化的效应,当时国际上的研究也很丰富,叫阴离子基团理论研究。

有了大量的理论支持,到七十年代的时候,陈创天开始着手晶体的生长和培养。

这时候,陈创天已经不仅仅是一个人了,他拥有了和他有着相同兴趣爱好的一个科研团队。

当年,中国科学院物理研究所的科学家们,面对复杂的晶体结构和难以控制的生长环境,一次次失败,一次次重来。

再加上,中国当时候正在进行着改革,那个年代中国人对教育,对科研的重视有目共睹。

例如恢复高考,恢复大学,还在深圳建立了开放特区,就是为了和国际上的先进科技进行接轨。

可是毕竟这种研究需要长年坚持和攻克,那个时候,很多人甚至怀疑,这项研究到底有没有出头之日。

八十年代,陈创天和他的团队向国际同行的机构报告了BBO的非线性光学性能,没想到在国际上直接炸锅了。

陈创天的团队怎么都没想到,自己其实已经走在了国际前沿。

又过了不到十年,中国的第二块晶体LBO横空出世了。

现在这个年代,BBO和LBO已经在各种激光领域进行了广泛的应用。

打个比方,做过美容的网友可能都知道什么激光仪器。

比如点痣的,祛斑的,还有皮秒这样的激光仪器,里面都含有BBO和LBO的核心元器件。

也许你也会好奇,那么小一块激光,点一下就能把皮肤上的那些瑕疵给去掉了,而且不会伤到皮肤其他地方,人类也太进步了。

确实高科技造福人类,这仅仅是一方面。

工业方面,芯片半导体集成电路也是要用到这个晶体的技术的。

是的,这些都离不开陈创天和他的团队的细心和认真钻研,也正是那种不屈不挠的精神,才让KBBF晶体在90年代末成功问世了。

我们讲了这么多我国的情况,大家会好奇,美国为什么没有这项技术呢?

三、时间、工艺、环境一个都不能少

对比之下,美国虽然科技强大,但在这项技术上着实吃了瘪。

一方面,美国在深紫外光领域本来就投入较少。

另一方面,他们的材料研发水平虽然不差,但面对KBBF晶体这么难啃的骨头,想在短时间内追上中国,实在有点不现实。

况且,中国已经形成了完整的KBBF晶体生产链条。

美国要从0开始,成本和时间上双双不占优势。

那么问题来了,美国这15年里就一直在眼红KBBF晶体,没做啥努力吗?当然不是。

事实上,美国早在2000年初就意识到这个技术的重要性了,开始追赶。

但KBBF晶体的难点不仅仅是制造,还有后续的加工、应用等一系列环节。

它不是一种随便制造出来就能用的东西,得在超精密的环境下加工,任何一个微小的瑕疵,都会导致性能的大幅下降。

打个比方,做KBBF晶体就像做一道超级高难度的米其林大餐,不仅需要顶级的食材(也就是原材料),还得有米其林级别的厨师(就是技术人员),还要有五星级的厨房设备(就是制造设备)。

你能搞到最顶级的牛肉,但是没有最顶级的烤箱和大厨,最后只能是差点意思。

而中国从最早的摸着石头过河,经过三十年的技术积累,已经实现了整个晶体制造的闭环。

美国就算追15年,还是在某些环节上受限,比如制造环境不够精密,或是材料选择不够稳定,直接导致KBBF晶体的性能无法达到最佳状态。

让美国最头疼的,其实是这种技术被封锁了。

这也是大家津津乐道的一个话题,毕竟长期以来美国总是依靠自己强大的技术封锁手段,卡别的国家脖子。

尤其是在高端技术领域,动不动就搞个禁令啥的。可是没想到,轮到自己被封锁了。

事实上,中国的KBBF晶体技术,一直都是独家掌握的,而且对外技术转移的门槛极高。

美国想从中国买KBBF晶体?不好意思,中国根本不卖。

这就相当于美国人再怎么想要这块蛋糕,都只能远远看着。

美国也曾试图绕开中国,找其他国家来研究类似技术,结果发现目前全球范围内,除了中国,还真没人能搞定KBBF晶体。

这个技术上的独占地位,让中国在相关领域完全掌握了主动权。

如今,随着KBBF晶体的成功应用,中国在深紫外光领域的技术水平已经稳居世界前列。

而美国等西方国家,虽然一直试图追赶,但短期内难以超越的现实,已经让很多人不得不承认:中国在某些高科技领域的确已经走到了世界最前沿。

美国难道一直没成功吗?

不是的,美国用了15年终于打造成功了,就是在2016年。

但彼时的中国,已经开发了这种技术的2.0版本,永远都在美国的前列,确实也够气人的。

数据显示,2024年一、二季度,中国进口了全球50%左右的半导体设备,我国一直对半导体领域研发很重视,相信未来科技进步一定会让美国更加“生气”。

结语

我们看到了一个趋势:在未来的科技竞争中,中国有机会凭借自主创新技术,逐步摆脱对外依赖,实现真正的技术自主。

而KBBF晶体只是其中的一个缩影,背后代表的是中国科研实力和全球影响力的持续提升。

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