而提到材料學，就不得不提到奠定了日本在精密加工以及精密晶片行業的統治地位的另一個基礎產業，那就是光刻機。
光刻機是生產大規模積體電路的核心裝置，製造和維護需要高度的光學和電子工業基礎，世界上只有少數廠家掌握。因此光刻機價格昂貴，通常在3，000至5，0000萬美元。
光刻機/紫外曝光機（maskaligner)又名：掩模對準曝光機，曝光系統，光刻系統等。常用的光刻機是掩膜對準光刻，所以叫maskalignmentsystem.
一般的光刻工藝要經歷矽片表面清洗烘乾、塗底、旋塗光刻膠、軟烘、對準曝光、後烘、顯影、硬烘、刻蝕等工序。
photolithography（光刻）意思是用光來製作一個圖形（工藝）。
在矽片表面勻膠，然後將掩模版上的圖形轉移光刻膠上的過程將器件或電路結構臨時“複製”到矽片上的過程。
高階的投影式光刻機可分為步進投影和掃描投影光刻機兩種，解析度通常在十幾奈米至幾微米之間，高階光刻機號稱世界上最精密的儀器，世界上已有7000萬美金的光刻機。高階光刻機堪稱現代光學工業之花，其製造難度之大，全世界只有少數幾家公司能夠製造。國外品牌主要以荷蘭a**l（鏡頭來自德國），日本尼康（intel曾經購買過nikon的高階光刻機）和日本佳能三大品牌為主。
而光刻機裡面最重要的就是曝光系統、工件臺和對準系統。
曝光系統的主要功能就是平滑衍射效應、實現均勻照明、濾光和冷光處理、實現強光照明和光強調節等。
工件臺由掩模樣片整體運動臺（xy）、掩模樣片相對運動臺（xy）、轉動臺、樣片調平機構、樣片調焦機構、承片臺、掩模夾、抽拉掩模臺組成。
其中，樣片調平機構包括球座和半球。調平過程中首先對球座和半球通上壓力空氣，再透過調焦手輪，使球座、半球、樣片向上運動，使樣片與掩模相靠而找平樣片，然後對二位三通電磁閥將球座和半球切換為真空進行鎖緊而保持調平狀態。
樣片調焦機構由調焦手輪、槓桿機構和上升直線導軌等組成，調平上升過程初步調焦，調平完成鎖緊球氣浮後，樣片和掩模之間會產生一定的間隙，因此必須進行微調焦。另一方面，調平完成進行對準，必須分離一定的對準間隙，也需要進行微調焦。
抽拉掩模臺主要用於快速上下片，由燕尾導軌、定位擋塊和鎖緊手輪組成。承片臺和掩模夾是根據不同的樣片和掩模尺寸而進行設計的。
而工件臺上的一切操作都需要在對準系統的輔助下，進行手工調節。
而製造高精度的對準系統需要具有近乎完美的精密機械工藝，對準系統另外一個技術難題就是對準顯微鏡。為了增強顯微鏡的視場，許多高階的光刻機，採用了led照明。
對準系統共有兩套，具備調焦功能。主要就是由雙目雙視場對準顯微鏡主體、目鏡和物鏡各1對（光刻機通常會提供不同放大倍率的目鏡和物鏡供使用者組合使用）。
而楊小樂對sony公司的ccd感光元件這麼感興趣、甚至不惜大丟臉面的垂涎三尺，就是為了將ccd應用在對準系統上，前世應用廣泛的ccd對準系統作用是將掩模和樣片的對準標記放大並成像於監視器上。
不錯，楊小樂就是想藉此進入光刻機的市場。
而要想進入這個真正的高科技行業，除了從日本的尼康和佳能入手以外，楊小樂暫時別無他法，因為這個行業是個系統工程，高階光刻機集精密光學、機械、控制、材料等先進科技和工程技術於一體，是積體電路裝備中技術難度最高、價格最昂貴的關鍵設備，被稱為人類技術發展的制高點和製造工業“皇冠上的明珠”。
光刻機的水平決定著積體電路的發展水平，它在ic製造裝置的價值鏈中佔30%—40%。而光刻機的主要難點聚焦在準分子光源、光學系統和超精密運動高速工作臺。猶如世界上沒有兩片相同的葉子，同樣，也沒有兩臺一模一樣的光刻機。每臺光刻機，都有自己獨一無二的“光刻指紋”。楊小樂的最終目的就是要生產完全屬於自己的光刻機。
一臺光刻機有上萬個零部件要在電腦程式的控制下進行複雜協調的聯動，其運動精準程度的誤差不得超過一根頭發絲的千分之一，這無異於在頭髮上“繡花”！打個通俗的比喻，就如同坐在一架超音速飛行的飛機上，拿著線頭穿進另一架飛行飛機上的針孔。
而光刻機就好像一個人，一個個子系統就如同人體的各種器官。首先，要有總體框架，每個“器官”大小尺寸必須系統設計，否則五花八門，大小不一，不合規範。其次，即使各個單位製造的“器官”都符合指標要求，但一裝到系統就常常出現問題，這裡還存在很多複雜因素。其中的整合經驗要透過大量的工程演練才能形成。就如同人經常會發燒生病，有先天體質原因，這就是光刻機的性能指標；也有後天因素，這就要靠“醫生”也就是整合部門去診斷，技術人員不僅要“驗血檢查”，還要告訴供應商真正的病根。
比如說，今天天氣和溫度變了，空氣壓力變了，裝置的對焦就不準確了。這需要研發部門的人做模擬模擬，研究空氣對哪些部件有影響，或許這其中會遇到一個問題，百思不得其解，往往需要花費無數的時間才能解決。任何整合都是創新，在這個過程中研發部門都經常會遇到死衚衕，為了絕地反擊，起死回生，除了大把的往裡面砸資金以外，別無他法！
光刻機就像一臺精密複雜的特殊照相機，是晶片製造中“定義圖形”中最為重要的一種機器。
每顆晶片誕生之初，都要經過光刻技術的鍛造。光刻機就像個以光為刃的鑄劍高手，將矽片從一粒頑石變為智慧之腦，一閃之間，母版上複雜的電路設計圖形即轉化為矽片上細微繁密的溝壑紋理。誰掌握了這種利刃，就擁有了積體電路產業發展水平的技術掌控權。各發達國家政府一直對相關戰略產業持續投入，爭取戰略競爭優勢，在此領域，荷蘭、美國、日本早已虎踞龍盤。
前世的尼康公司建立於1917年，由當時在日本領先的3家光學儀器製造部門合併組成，現有職員6900餘人。於60年代中期涉足半導體製造領域，1980年介入stepper（步進曝光機）製造領域，至今已向世界市場提供了6200餘臺stepper，自1996年起stepper年銷售額(20億美元)便超過了公司年銷售額(約35億美元)的一半以上，達60%。2000年尼康公司的stepper全球銷售額達24.3億美元，佔當年全球光刻裝置市場41%的份額。自1985年起，nikon公司的stepper全球銷量便取代了gca公司多年來(1978～1984年)的霸主地位(當年nikon公司145臺，gca公司115臺)，之後其產量逐年上升，到1996年財政年度(1996年3月～1997年3月)nikon公司stepper年銷售量創歷史最高記錄，達到900餘臺，佔當年世界stepper市場銷售量(1530臺)的3／5，從1985年2001年，尼康公司已連續獨霸世界stepper市場之首達16年之久。
而前世同屬日本的佳能公司建立於1937年，其前身為“精機光學研究所”，是全球著名的跨國公司，1970年開始涉足半導體製造領域，更是早於尼康在1978年推出鐳射自動對準光刻機“pla－500fa”，1979年推出了第一臺1:1反射投影光刻機“mpa－500fa”，1984年推出第一臺商品化步進重複縮小投影光刻機“fpa－1500fa”，1990年推出第一臺i線光刻裝置“fpa－2000ii”，整個80年代canon公司以生產1へ1反射投影光刻機為主導光刻裝置。截止1991年，其向世界市場提供pla300～pla600fa系列光刻裝置3000臺。進入90年代之後，該公司的光刻裝置轉向了以stepper為主。1996年的市場銷售額達12.12億美元，在當年世界十大半導體裝置公司中排序第五，在stepper銷售市場中排名第二(尼康、佳能、a**l)。其stepper市場主要集中在日本和歐洲，2000年的全球市場銷量為260臺，2001年約為400臺。
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然而，花無百日紅，人無千日好。
前世的a**l公司從2011年起已經壟斷了高階晶片曝光機市場，也控制了中低端晶片曝光機市場80%的份額，同時擁有整個晶片曝光機市場105%的利潤（因為尼康尼是虧損的），此後，a**l的壟斷格局更加明顯了，佳能識時務，2008年開始逐步退出晶片曝光機業務，停止虧損，專注於印表機業務。日本最大財團三菱集團不甘心失去這個領域的產能，竭盡全力支撐尼康的晶片曝光機，虧損也不願意退出，不過結果是越陷越深。