如果华为的叠芯工艺成功了，最后做出了14nm工艺，却拥有100亿左右晶体管的芯片，会不会超过4nm制程工艺？
当然这只是假设，其实就算相当于6nm也不错了，再加上华为优秀的设计能力，优化能力和适配能力，基本上可以达到目前市面上主流芯片的性能水平！不过。。。谁给华为做14nm代工呢？14nm去美化产线估计还要两三年吧！
当然这只是假设，其实就算相当于6nm也不错了，再加上华为优秀的设计能力，优化能力和适配能力，基本上可以达到目前市面上主流芯片的性能水平！不过。。。谁给华为做14nm代工呢？14nm去美化产线估计还要两三年吧！
【上海突发！重大消息！！】
一
念念不忘，必有回响！
今晚，举国沸腾！
芯片，被誉为嵌在王冠上的明珠，半导体-集成电路-芯片，这一组内涵逐渐缩小的名词，不管你选哪个，它都可以称为信息时代制造业的“粮食”。
如何打造“中国芯”，突破卡脖子技术，是国人心心念念的大事。
终于，上海出大招了！
今天，虎年开工第一天，上海微电子正式举行发运仪式，将生产的中国首台2.5D/3D先进封装光刻机正式交付客户。
虽然这次上海微电子交付的，不是用于前道制造，而是用于后道制造的光刻机，主要应用于高端数据中心高性能计算（HPC）和高端AI芯片等高密度异构集成领域。
它代表了中国在封装光刻机方面，来到了世界最高水平，意味着中国光刻机研发事业向前迈进了一大步！
是的，你没看错，在物理世界和网络世界的交汇点：光刻机上，中国又迈进了一大步，意义太大了！
毕竟，被卡脖子的教训，世界上没有哪个国家比中国深刻。这一点，想想华为和中兴，就明白了！
这个世界，有时候塞翁失马，焉知非福。如果不是美国封杀中兴华为，亲手放弃中国这个世界最大芯片市场，中国就不会这么卧薪尝胆搞集成电路。
大国重器，必须掌握在自己手里！
二
芯片啊芯片，多少中国科学家为你消得人憔悴！
1、芯片之所以让中国人如此牵肠挂肚，因为它对我们，实在太重要了。
中国目前每年进口的工业品，只有两个大类超过了500亿美元，一个是汽车和零部件，我们每年进口额达746.1亿美元，另外一个就是大家熟知的集成电路了。
中国每年需要进口2300亿美元芯片，连续多年位居单品进口第一位，中国是世界上最大的芯片进口国。
以手机为例，全球77%的手机都是中国造，厉害吧？！不过，一部智能手机里大约有20片芯片，但这些芯片只有3%是中国造的。
其它很多标着中国制造的高端制造领域也是如此。于是，中国每年要吃进全球超过一半的芯片。
在智能化已经成为高端制造、高端生活标配的前提下，没多少产品可以离开芯片。
而中国的芯片自给率只有大约6%。
这个数字就好比三年自然灾害时期，有钱没地方买粮食；大工业时代，能造汽车、轮船、飞机却没有发动机。
2、芯片之所以让中国人如此衣带渐宽，因为制造芯片实在太难了，这是一个极其复杂的系统工程。
芯片生产非常非常非常复杂，几乎每一步都对材料、技术、设备、生产工艺提出艰巨挑战。
第一步，从二氧化硅提炼出高纯度的硅，把它弄成尽可能大的象纸一样薄的片；
第二步，用激光在上面刻线；
第三步，把大量微型电器元件放上去，从几千万到8亿不等，比如酷睿i7上就有7.7亿个晶体管；
第四步，封装。
手机里的十几个芯片，是用十大类设备联合作战把它做出来。
简单来讲，这个加工过程就像盖房子，一层一层的盖。现在盖多少层？
差不多60层，要加工1000个步骤！这高楼的深孔或柱子的尺度，就我们现在说的14纳米啊、70纳米啊、7纳米等等。
大家知道人的头发丝平均直径是0.07毫米，所以7纳米的概念是人头发丝1万分之一，我们就等于在人头发丝1万分之一这样的基础上加工，它的加工精度和重复要做到10万分之一。
看吧，在高倍的电子扫描镜下，如果将芯片放大一万倍，它的结构就像是密密麻麻的立交桥和高速公路，而这些高速公路，只有头发丝的万分之一那么宽。
就是这么精细！
这么微细的芯片，是怎么做出来的？
这就需要超高精度的三大类设备：第一是光刻机，第二是等离子刻蚀机，第三是铺上材料薄膜设备。
三者里面，尤其以光刻机为最难！
3、而在芯片生产中，最难、最高级的技术，是光刻机制造！！
有人这样形容光刻机：这是一种集合了数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域顶尖技术的产物。
看看这个知乎提问，可以感受一下：
说白了，这玩意儿的工作原理就是用“紫外线”作刀，对晶圆进行雕刻，让芯片上的电路变成人们想要的图案。四个字形容：“硅上雕花”，跟扬州修脚的“肉上雕花”一个意思。
有人或许要问，光刻工艺过程是什么样的？
这么说吧，光刻过程，是非常复杂的，涉及到无数高精尖的零件，和多个学科的技术。
第一步：铺胶 ，涉及流体力学、表面物理和化学。
第二步，量测，涉及光学、数学等学科。
第三部，曝光 ，涉及 光学、数学、高分子物理与化学、表面物理与化学等。
就以光科技为例，这个精度要高到何种程度？
就说光刻机里的反光碗吧，现在最新的深紫外光刻机，就是用十几个反光碗，把一个激光打出来打在金属液滴上，通过多次聚焦变成一个平行光，来做曝光的。
这个反光碗的加工精度，有人讲，是相当于德国国土的面积，这么大面积要平整到正负一毫米，在这样的精度下才能做出那样准确的反光碗。
看到这里，你就知道，中国在光刻机研发方面，一步步前进，有多难！
今天，上海微电子取得这样的成就，又有多牛逼！
相信，只要肯砸钱+砸人+建机制，一步步扎扎实实前进，我们一定能够达到成功的彼岸！
三
缺芯！少魂！
芯片制造一直是中国的心头之痛！中国芯片行业，曾流传过这么一句话：除了水和空气，其他全从国外进口的。
禁运！禁售！
少数国家一旦无法在公平的环境里竞争取胜，最常用的手段就是禁售。我国一直在芯片行业受制于人，时常遭遇国外掐脖子、禁售等种种制约。
强者生存，核心技术受制于人，没有话语权，落后就要挨打，即使心里憋着一口闷气，却又不得不接受这个残酷的现实！
今天，我们在为上海微电子技术突破激动时，也请记住这些默默无闻的科学家的名字：何庭波、张汝京、尹志尧，还有那些在为中国半导体事业奋战在一线的人们，致敬！
感谢华为海思总裁何庭波及其团队。在百度百科上搜索华为海思总裁何庭波，只有寥寥百来字的介绍。但是她对中国芯片科技的贡献，却远远不是百来字可以描绘的清楚的。
就是她，承担起任正非的重托，带领数千名华为儿女踏上了人类科技史上最为悲壮的长征：作为“备胎“，十年磨一剑，踏上“麒麟芯片”坎坷的研发之路！
感谢中芯国际创始人张汝京及其团队。是他，在2000年带着台湾300余名工程师一怒北上，在上海创立中芯国际，开启了内地半导体代工新时代。
选择回内地重新开始，除了受当时台湾半导体产业局势影响外，还有张家人数十年不减的家国情节。
张汝京后来回忆时说，“父亲曾经问过我，什么时候能回祖国大陆建一座工厂？这句话，我记了很久。”
虽然最终张汝京因为多种原因离开了中芯国际，但他的贡献，历史不会忘记。
感谢中微半导体创始人尹志尧及其团队。2004 年，被誉为“硅谷最有成就的华人之一”已经 60 岁的尹志尧，做了一个令所有人吃惊的决定：放弃美国的百万美元年薪，回中国再创业！
他说：我们给外国人做嫁衣，已经做了很多事情了，是时候应该给自己祖国的人民做贡献了。
尹志尧及其团队白手起家创办起了：中微半导体，回国十多年，就再次创造了奇迹：凭借自主创新，中微已申请1200多件国内外专利，并自主研制出5纳米等离子体刻蚀机。
让我们感谢众多科研工作者吧，为了中国甩掉“缺芯少魂”的帽子，他们毅然放弃了在国外的安逸富足的生活，选择了回国，默默的做着平凡而伟大的事！他们才是国家精神的代表，是中华民族崛起的脊梁！
中华民族伟大复兴的路上，必然遭遇无数的打压，等着中国人的，将是千难万险，但无论多难，我们都必须趟过去。
大国征途，任重道远！希望每个中国人都励精图治，奋发向上，天高高，海长长，好男儿，当自强！
（转发自网络-国学论丛 2022-02-13 ）
一
念念不忘，必有回响！
今晚，举国沸腾！
芯片，被誉为嵌在王冠上的明珠，半导体-集成电路-芯片，这一组内涵逐渐缩小的名词，不管你选哪个，它都可以称为信息时代制造业的“粮食”。
如何打造“中国芯”，突破卡脖子技术，是国人心心念念的大事。
终于，上海出大招了！
今天，虎年开工第一天，上海微电子正式举行发运仪式，将生产的中国首台2.5D/3D先进封装光刻机正式交付客户。
虽然这次上海微电子交付的，不是用于前道制造，而是用于后道制造的光刻机，主要应用于高端数据中心高性能计算（HPC）和高端AI芯片等高密度异构集成领域。
它代表了中国在封装光刻机方面，来到了世界最高水平，意味着中国光刻机研发事业向前迈进了一大步！
是的，你没看错，在物理世界和网络世界的交汇点：光刻机上，中国又迈进了一大步，意义太大了！
毕竟，被卡脖子的教训，世界上没有哪个国家比中国深刻。这一点，想想华为和中兴，就明白了！
这个世界，有时候塞翁失马，焉知非福。如果不是美国封杀中兴华为，亲手放弃中国这个世界最大芯片市场，中国就不会这么卧薪尝胆搞集成电路。
大国重器，必须掌握在自己手里！
二
芯片啊芯片，多少中国科学家为你消得人憔悴！
1、芯片之所以让中国人如此牵肠挂肚，因为它对我们，实在太重要了。
中国目前每年进口的工业品，只有两个大类超过了500亿美元，一个是汽车和零部件，我们每年进口额达746.1亿美元，另外一个就是大家熟知的集成电路了。
中国每年需要进口2300亿美元芯片，连续多年位居单品进口第一位，中国是世界上最大的芯片进口国。
以手机为例，全球77%的手机都是中国造，厉害吧？！不过，一部智能手机里大约有20片芯片，但这些芯片只有3%是中国造的。
其它很多标着中国制造的高端制造领域也是如此。于是，中国每年要吃进全球超过一半的芯片。
在智能化已经成为高端制造、高端生活标配的前提下，没多少产品可以离开芯片。
而中国的芯片自给率只有大约6%。
这个数字就好比三年自然灾害时期，有钱没地方买粮食；大工业时代，能造汽车、轮船、飞机却没有发动机。
2、芯片之所以让中国人如此衣带渐宽，因为制造芯片实在太难了，这是一个极其复杂的系统工程。
芯片生产非常非常非常复杂，几乎每一步都对材料、技术、设备、生产工艺提出艰巨挑战。
第一步，从二氧化硅提炼出高纯度的硅，把它弄成尽可能大的象纸一样薄的片；
第二步，用激光在上面刻线；
第三步，把大量微型电器元件放上去，从几千万到8亿不等，比如酷睿i7上就有7.7亿个晶体管；
第四步，封装。
手机里的十几个芯片，是用十大类设备联合作战把它做出来。
简单来讲，这个加工过程就像盖房子，一层一层的盖。现在盖多少层？
差不多60层，要加工1000个步骤！这高楼的深孔或柱子的尺度，就我们现在说的14纳米啊、70纳米啊、7纳米等等。
大家知道人的头发丝平均直径是0.07毫米，所以7纳米的概念是人头发丝1万分之一，我们就等于在人头发丝1万分之一这样的基础上加工，它的加工精度和重复要做到10万分之一。
看吧，在高倍的电子扫描镜下，如果将芯片放大一万倍，它的结构就像是密密麻麻的立交桥和高速公路，而这些高速公路，只有头发丝的万分之一那么宽。
就是这么精细！
这么微细的芯片，是怎么做出来的？
这就需要超高精度的三大类设备：第一是光刻机，第二是等离子刻蚀机，第三是铺上材料薄膜设备。
三者里面，尤其以光刻机为最难！
3、而在芯片生产中，最难、最高级的技术，是光刻机制造！！
有人这样形容光刻机：这是一种集合了数学、光学、流体力学、高分子物理与化学、表面物理与化学、精密仪器、机械、自动化、软件、图像识别领域顶尖技术的产物。
看看这个知乎提问，可以感受一下：
说白了，这玩意儿的工作原理就是用“紫外线”作刀，对晶圆进行雕刻，让芯片上的电路变成人们想要的图案。四个字形容：“硅上雕花”，跟扬州修脚的“肉上雕花”一个意思。
有人或许要问，光刻工艺过程是什么样的？
这么说吧，光刻过程，是非常复杂的，涉及到无数高精尖的零件，和多个学科的技术。
第一步：铺胶 ，涉及流体力学、表面物理和化学。
第二步，量测，涉及光学、数学等学科。
第三部，曝光 ，涉及 光学、数学、高分子物理与化学、表面物理与化学等。
就以光科技为例，这个精度要高到何种程度？
就说光刻机里的反光碗吧，现在最新的深紫外光刻机，就是用十几个反光碗，把一个激光打出来打在金属液滴上，通过多次聚焦变成一个平行光，来做曝光的。
这个反光碗的加工精度，有人讲，是相当于德国国土的面积，这么大面积要平整到正负一毫米，在这样的精度下才能做出那样准确的反光碗。
看到这里，你就知道，中国在光刻机研发方面，一步步前进，有多难！
今天，上海微电子取得这样的成就，又有多牛逼！
相信，只要肯砸钱+砸人+建机制，一步步扎扎实实前进，我们一定能够达到成功的彼岸！
三
缺芯！少魂！
芯片制造一直是中国的心头之痛！中国芯片行业，曾流传过这么一句话：除了水和空气，其他全从国外进口的。
禁运！禁售！
少数国家一旦无法在公平的环境里竞争取胜，最常用的手段就是禁售。我国一直在芯片行业受制于人，时常遭遇国外掐脖子、禁售等种种制约。
强者生存，核心技术受制于人，没有话语权，落后就要挨打，即使心里憋着一口闷气，却又不得不接受这个残酷的现实！
今天，我们在为上海微电子技术突破激动时，也请记住这些默默无闻的科学家的名字：何庭波、张汝京、尹志尧，还有那些在为中国半导体事业奋战在一线的人们，致敬！
感谢华为海思总裁何庭波及其团队。在百度百科上搜索华为海思总裁何庭波，只有寥寥百来字的介绍。但是她对中国芯片科技的贡献，却远远不是百来字可以描绘的清楚的。
就是她，承担起任正非的重托，带领数千名华为儿女踏上了人类科技史上最为悲壮的长征：作为“备胎“，十年磨一剑，踏上“麒麟芯片”坎坷的研发之路！
感谢中芯国际创始人张汝京及其团队。是他，在2000年带着台湾300余名工程师一怒北上，在上海创立中芯国际，开启了内地半导体代工新时代。
选择回内地重新开始，除了受当时台湾半导体产业局势影响外，还有张家人数十年不减的家国情节。
张汝京后来回忆时说，“父亲曾经问过我，什么时候能回祖国大陆建一座工厂？这句话，我记了很久。”
虽然最终张汝京因为多种原因离开了中芯国际，但他的贡献，历史不会忘记。
感谢中微半导体创始人尹志尧及其团队。2004 年，被誉为“硅谷最有成就的华人之一”已经 60 岁的尹志尧，做了一个令所有人吃惊的决定：放弃美国的百万美元年薪，回中国再创业！
他说：我们给外国人做嫁衣，已经做了很多事情了，是时候应该给自己祖国的人民做贡献了。
尹志尧及其团队白手起家创办起了：中微半导体，回国十多年，就再次创造了奇迹：凭借自主创新，中微已申请1200多件国内外专利，并自主研制出5纳米等离子体刻蚀机。
让我们感谢众多科研工作者吧，为了中国甩掉“缺芯少魂”的帽子，他们毅然放弃了在国外的安逸富足的生活，选择了回国，默默的做着平凡而伟大的事！他们才是国家精神的代表，是中华民族崛起的脊梁！
中华民族伟大复兴的路上，必然遭遇无数的打压，等着中国人的，将是千难万险，但无论多难，我们都必须趟过去。
大国征途，任重道远！希望每个中国人都励精图治，奋发向上，天高高，海长长，好男儿，当自强！
（转发自网络-国学论丛 2022-02-13 ）
堂免一成钻研制造氢气
制造氢气很困难，最理想的方案是光解水。但实际上，科学家们从来没有放弃过光解水造氢气的技术方案。所谓光解水，是利用无处不在的阳光作为能源，再以水作为原料，在一些催化剂的作用下，让水变成氢气和氧气。这些氢气被收集以后，就可以作为燃料了。
扑在这个领域上的团队非常多，其中有一位日本的科学家，东京大学的堂免一成（Kazunari Domen）教授，几乎花了一生的时间，都在钻研这个领域。他27岁在这个领域一战成名，但随后的四十一年时间里，虽然做出了很多科研成果，但在氢燃料电池的产业化上，外人却看不到什么希望。
直到2021年，他终于联合一众团队，在实验室里拿下了激动人心的成果。他们研制出一种规模达到100平方米的光解水设备，成果发表在《自然》杂志上。
虽然这项成果还不能应用在工业领域，但已经被顶级期刊收录，意味着这种工程方案已经具备了可行性。
光解水制氢
不过你肯定会觉得奇怪，光解水制氢，耗电不说，效率还特别低。为什么非要去死磕光解水技术呢？
对日本来说，他们的技术，主要是推广用在其他国家和地区。毕竟，移动式能源对所有国家而言都有需求，特别是交通工具。这也就反向要求日本提供的技术方案，必须多国通用。
再者，日本是一个岛国，特殊场景就更为普遍了。所以，他们也必须要找到一种能够就地产生氢气的方案。而光解水方案，只要有阳光和水就能源源不断地供应氢气。这对日本来说，再好不过了。
如果光解水能成功，并实现规模化，到时也是光解水制氢方案更加经济实惠。毕竟经济效应是此消彼长，不是一成不变的嘛。
实际上，对于中日这样的科技大国而言，大家都不会把技术方案放在同一个篮子里，而是会选择多路线发展，在不同时期，有着各自不同的侧重。
我们国家现阶段选择废气提取氢气技术，非常务实。而对日本来说，发展光解水生产氢气的技术，也成了他们更优先的一种方式。
屡败屡战
虽然说，日本国内发展光解水制氢技术，势在必得。但真要做起来，这事儿没那么简单。
甚至，在堂免一成教授准备做光解水设备的时候，大家都觉得，这简直跟愚公移山差不多难度。当然，愚公移山故事里的智叟，是个反面角色，没有什么真见识。但是围观堂免一成教授的科学界同行，可不是智叟啊。他们一开始不看好堂免一成教授的光解水设备，是有历史原因的。
这是一个有点悲壮，又有点振奋人心的故事。
堂免一成教授，可不是什么一般人物。他早在1980年，27岁的时候，就有相当拿得出手的科研成果。他研发出来一种很高效的能把水分解成氢气跟氧气的催化剂，叫光催化剂钛酸锶，钛是钛合金的“钛”，锶也是一种金属元素，和钙的性质有些相近。只不过，这种催化剂，不适用于可见光，只能在紫外光下起作用。
接下来，他雄心勃勃，准备改进催化剂，好让它能在可见光下起作用。毕竟太阳光里大部分都是可见光和红外光，绝大部分紫外光早就在臭氧层被拦截掉了，没那么好获取。
想象一下，一个年轻的小伙子，刚刚开始做研究，起步没多久，就做出这么优异的成果。那会儿的他，充满信心地准备攻克下一个目标，得是多么意气风发啊。
但是，谁曾想，四十一年过去了，堂免一成已经从小伙子熬成老汉了，他的这项工作还没能成功。
不只是他，所有在这个领域工作的科学家，在这四十一年工作里，都没能拿下成果，在外人看来，好似碌碌无为。
好在，他们并不是真的碌碌无为。虽然四十一年里，他们没有拿到一鸣惊人的成绩，但他们在原理层面，往前推进了一大步。
以堂免一成教授为例。他在2020年，改进了他的得意之作钛酸锶，几乎将光的能量100%地用于水的分解，只不过遗憾的是，这里的光还是紫外光，不是可见光。他很清楚，这个产品不可能用于实际的工业化，但还是很仔细地通过计算和模拟，绘制出这种催化剂能够这么高效转化能量的机理。
《自然》杂志报道了他的这项工作，这可以看作是对成果的认可。
不仅如此，在过去很长一段时间的科研过程中，他也一直很重视工程化设计，并设想了很多方案，好为日后的工业化做准备。
当然，所有这些工作，不是堂免一成教授一个人，而是一群人。全日本的氢能源专家都在做着这样的事。
尽管他们已经为工业化做好了一切准备，可就是破解不了最核心的催化剂问题。就这样，在缺少核心催化剂的条件下，堂免一成教授仍然联合了多个团队，包括日本明治大学、信州大学以及日本产业技术综合研究所等多家科研单位的团队，研制出一种规模达到100平方米的光解水设备。这既是对过去成果的实际演练，也是为了能够将光解水制氢工作延续下去。
在设备安装好以后，研究人员让它连续运转了几个月，并对它的安全性与耐久性都做了评估，最终结果都达到了预期。
目前来看，这台光解水设备，由于缺少核心的可见光催化剂，最终转化效率只有0.76%。也就是说，阳光里如果蕴含100度的能量，经过催化剂转化以后，能够用来把水分解出氢气的只有0.76度。要做到商用，这个数据至少得提升至30%。实际上，商用是一件挺远的事情，毕竟这个效率，甚至远远不及把太阳光发电以后再电解水。
但尽管如此，研究人员还是兴奋不已。刨除掉转化率问题，整台设备的运转都非常顺利。
只要他验证了这条路是通畅的，那以后还可以再想办法去造车，增加运量。
实际上，在世界科技史上，这样的案例还有不少。
比如1946年出现的第一台计算机，它也缺少芯片的核心技术。那台计算机使用电子管作为核心元器件，体积庞大，算力却不敢恭维。尽管占地170平方米，但是就算造出1亿台这样的计算机，也不如我们现在手中的一台智能手机。
但最终结果我们都知道，随着晶体管取代了电子管，计算机的体积就逐渐缩小，性能却逐渐提高，这才有了我们现在的手机。
但是，如果要说哪台机器影响了计算机领域的发展，那么毫无疑问，最先要说的就是1946年的那个大家伙，虽然它很不好用。
原因无他，就在于第一台计算机，验证了电子计算这条路的可行性。在这之后，只要有人能够像画龙点睛一样，把这条路上遗留的问题解决，那么整个产业就会产生巨大的动能，超出我们的预期。
我们不可能把鸡蛋放在同一个篮子里。对我们来说，光解水制氢，也是一个值得需要攻坚的大目标。 https://t.cn/R2WxuoH
制造氢气很困难，最理想的方案是光解水。但实际上，科学家们从来没有放弃过光解水造氢气的技术方案。所谓光解水，是利用无处不在的阳光作为能源，再以水作为原料，在一些催化剂的作用下，让水变成氢气和氧气。这些氢气被收集以后，就可以作为燃料了。
扑在这个领域上的团队非常多，其中有一位日本的科学家，东京大学的堂免一成（Kazunari Domen）教授，几乎花了一生的时间，都在钻研这个领域。他27岁在这个领域一战成名，但随后的四十一年时间里，虽然做出了很多科研成果，但在氢燃料电池的产业化上，外人却看不到什么希望。
直到2021年，他终于联合一众团队，在实验室里拿下了激动人心的成果。他们研制出一种规模达到100平方米的光解水设备，成果发表在《自然》杂志上。
虽然这项成果还不能应用在工业领域，但已经被顶级期刊收录，意味着这种工程方案已经具备了可行性。
光解水制氢
不过你肯定会觉得奇怪，光解水制氢，耗电不说，效率还特别低。为什么非要去死磕光解水技术呢？
对日本来说，他们的技术，主要是推广用在其他国家和地区。毕竟，移动式能源对所有国家而言都有需求，特别是交通工具。这也就反向要求日本提供的技术方案，必须多国通用。
再者，日本是一个岛国，特殊场景就更为普遍了。所以，他们也必须要找到一种能够就地产生氢气的方案。而光解水方案，只要有阳光和水就能源源不断地供应氢气。这对日本来说，再好不过了。
如果光解水能成功，并实现规模化，到时也是光解水制氢方案更加经济实惠。毕竟经济效应是此消彼长，不是一成不变的嘛。
实际上，对于中日这样的科技大国而言，大家都不会把技术方案放在同一个篮子里，而是会选择多路线发展，在不同时期，有着各自不同的侧重。
我们国家现阶段选择废气提取氢气技术，非常务实。而对日本来说，发展光解水生产氢气的技术，也成了他们更优先的一种方式。
屡败屡战
虽然说，日本国内发展光解水制氢技术，势在必得。但真要做起来，这事儿没那么简单。
甚至，在堂免一成教授准备做光解水设备的时候，大家都觉得，这简直跟愚公移山差不多难度。当然，愚公移山故事里的智叟，是个反面角色，没有什么真见识。但是围观堂免一成教授的科学界同行，可不是智叟啊。他们一开始不看好堂免一成教授的光解水设备，是有历史原因的。
这是一个有点悲壮，又有点振奋人心的故事。
堂免一成教授，可不是什么一般人物。他早在1980年，27岁的时候，就有相当拿得出手的科研成果。他研发出来一种很高效的能把水分解成氢气跟氧气的催化剂，叫光催化剂钛酸锶，钛是钛合金的“钛”，锶也是一种金属元素，和钙的性质有些相近。只不过，这种催化剂，不适用于可见光，只能在紫外光下起作用。
接下来，他雄心勃勃，准备改进催化剂，好让它能在可见光下起作用。毕竟太阳光里大部分都是可见光和红外光，绝大部分紫外光早就在臭氧层被拦截掉了，没那么好获取。
想象一下，一个年轻的小伙子，刚刚开始做研究，起步没多久，就做出这么优异的成果。那会儿的他，充满信心地准备攻克下一个目标，得是多么意气风发啊。
但是，谁曾想，四十一年过去了，堂免一成已经从小伙子熬成老汉了，他的这项工作还没能成功。
不只是他，所有在这个领域工作的科学家，在这四十一年工作里，都没能拿下成果，在外人看来，好似碌碌无为。
好在，他们并不是真的碌碌无为。虽然四十一年里，他们没有拿到一鸣惊人的成绩，但他们在原理层面，往前推进了一大步。
以堂免一成教授为例。他在2020年，改进了他的得意之作钛酸锶，几乎将光的能量100%地用于水的分解，只不过遗憾的是，这里的光还是紫外光，不是可见光。他很清楚，这个产品不可能用于实际的工业化，但还是很仔细地通过计算和模拟，绘制出这种催化剂能够这么高效转化能量的机理。
《自然》杂志报道了他的这项工作，这可以看作是对成果的认可。
不仅如此，在过去很长一段时间的科研过程中，他也一直很重视工程化设计，并设想了很多方案，好为日后的工业化做准备。
当然，所有这些工作，不是堂免一成教授一个人，而是一群人。全日本的氢能源专家都在做着这样的事。
尽管他们已经为工业化做好了一切准备，可就是破解不了最核心的催化剂问题。就这样，在缺少核心催化剂的条件下，堂免一成教授仍然联合了多个团队，包括日本明治大学、信州大学以及日本产业技术综合研究所等多家科研单位的团队，研制出一种规模达到100平方米的光解水设备。这既是对过去成果的实际演练，也是为了能够将光解水制氢工作延续下去。
在设备安装好以后，研究人员让它连续运转了几个月，并对它的安全性与耐久性都做了评估，最终结果都达到了预期。
目前来看，这台光解水设备，由于缺少核心的可见光催化剂，最终转化效率只有0.76%。也就是说，阳光里如果蕴含100度的能量，经过催化剂转化以后，能够用来把水分解出氢气的只有0.76度。要做到商用，这个数据至少得提升至30%。实际上，商用是一件挺远的事情，毕竟这个效率，甚至远远不及把太阳光发电以后再电解水。
但尽管如此，研究人员还是兴奋不已。刨除掉转化率问题，整台设备的运转都非常顺利。
只要他验证了这条路是通畅的，那以后还可以再想办法去造车，增加运量。
实际上，在世界科技史上，这样的案例还有不少。
比如1946年出现的第一台计算机，它也缺少芯片的核心技术。那台计算机使用电子管作为核心元器件，体积庞大，算力却不敢恭维。尽管占地170平方米，但是就算造出1亿台这样的计算机，也不如我们现在手中的一台智能手机。
但最终结果我们都知道，随着晶体管取代了电子管，计算机的体积就逐渐缩小，性能却逐渐提高，这才有了我们现在的手机。
但是，如果要说哪台机器影响了计算机领域的发展，那么毫无疑问，最先要说的就是1946年的那个大家伙，虽然它很不好用。
原因无他，就在于第一台计算机，验证了电子计算这条路的可行性。在这之后，只要有人能够像画龙点睛一样，把这条路上遗留的问题解决，那么整个产业就会产生巨大的动能，超出我们的预期。
我们不可能把鸡蛋放在同一个篮子里。对我们来说，光解水制氢，也是一个值得需要攻坚的大目标。 https://t.cn/R2WxuoH
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