章正遠(yuǎn)：中國曾經(jīng)的光刻機(jī)研發(fā)與徐端頤
作者：寧縣融媒頭條號2021-03-16來源：民族復(fù)興網(wǎng)
如今，芯片已進(jìn)入了人類現(xiàn)代社會的方方面面，大到飛機(jī)艦船、衛(wèi)星火箭，小到人們手中的手機(jī)、“隨身聽”，都離不開芯片。隨著以美國為首的國家對華為公司的打壓，“光刻機(jī)”成了網(wǎng)絡(luò)熱搜詞，談?wù)摴饪虣C(jī)的文章鋪天蓋地。
徐端頤于1971年研制出中國第一臺光刻機(jī)
真實(shí)的情況是：中國不僅曾經(jīng)研制出國際一流水平的光刻機(jī)，而且是在外界封鎖禁運(yùn)的情況下獨(dú)立研發(fā)制造，擁有完整知識產(chǎn)權(quán)。人們更不會知道，中國光刻機(jī)的研發(fā)制造，與一位貴州籍的科學(xué)家徐端頤密切相關(guān)。
1955年，從貴陽一中高中畢業(yè)的徐端頤以優(yōu)異成績考入清華大學(xué)，1961年從清華精密儀器系畢業(yè)后留校任教。“文革”期間，清華大學(xué)的大批教職員工被下放到江西鄱陽湖畔的農(nóng)場，在“工宣隊(duì)”的監(jiān)督下“改造思想”，跟貧下中農(nóng)學(xué)種水稻，徐端頤也在其中。次年，初為人父的徐端頤回家鄉(xiāng)貴州探親時，將2歲的幼子也帶到了江西農(nóng)場，準(zhǔn)備在那里落地生根，當(dāng)一輩子農(nóng)民了。一天深夜，北京突然來了緊急電話，命令徐端頤立即返回北京，有重要任務(wù)。回到北京后，徐端頤才知道，原來是要他負(fù)責(zé)研制國家半導(dǎo)體工業(yè)和國防工業(yè)急需的關(guān)鍵設(shè)備——“自動光刻機(jī)”和“分步重復(fù)照相機(jī)”。
于是，這位來自貴州的青年助教徐端頤臨危受命，承擔(dān)了重任。
清華大學(xué)為徐端頤配備了實(shí)力很強(qiáng)的研制隊(duì)伍。清華精密儀器系大樓建成后，在大樓的一層建立了精密光學(xué)儀器加工工廠(9003試驗(yàn)基地)，沈釗先生任系主任兼廠長。學(xué)校將整個工廠的工程技術(shù)人員隊(duì)伍，其中包括幾百個技術(shù)超群的鉗工、搞精密機(jī)械加工的其他工種的師傅，都劃歸徐端頤統(tǒng)一調(diào)配;又分配了清華畢業(yè)的一批本科生和一批素質(zhì)很好的轉(zhuǎn)業(yè)軍人，加入這個研究團(tuán)隊(duì)。此外，學(xué)校還從其他單位調(diào)來好幾位搞計(jì)算機(jī)控制的老師和技術(shù)工人。研制隊(duì)伍成員涵蓋全校5個系，人數(shù)多達(dá)數(shù)百人，是一次大規(guī)模的集團(tuán)作戰(zhàn)。
因?yàn)楣饪虣C(jī)的制造技術(shù)太復(fù)雜，難度太高，國際“巴黎統(tǒng)籌委員會”(巴統(tǒng))早就將其列為尖端技術(shù)產(chǎn)品，對華實(shí)行封鎖禁運(yùn)。此時的中國與外界隔絕，根本不可能獲得任何外國資料。徐端頤率領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)研制新設(shè)備，全部圖紙都是由自己設(shè)計(jì)，全部零部件都是自己的車間加工制造，一切都是從零開始。
雖然徐端頤和團(tuán)隊(duì)成員過去都沒有搞過光刻機(jī)的研發(fā)制造，缺乏這方面的知識，但是大家都非常認(rèn)真努力，邊干邊學(xué)，進(jìn)展很快。難能可貴的是，當(dāng)時沒有一分錢的獎金和加班費(fèi)，團(tuán)隊(duì)的所有成員都主動加班加點(diǎn)，沒日沒夜地苦干。
徐端頤團(tuán)隊(duì)從光刻機(jī)干涉儀可穩(wěn)頻的氦-氖氣體激光器的研制做起，直到精密導(dǎo)軌、絲杠、滾珠、步進(jìn)電機(jī)、數(shù)字控制用的計(jì)算機(jī)、光學(xué)系統(tǒng)、大孔徑的投影物鏡等，都是自己設(shè)計(jì)制造。
在極其困難的條件下，經(jīng)過一年多的艱苦努力，徐端頤團(tuán)隊(duì)不負(fù)眾望，終于在1971年研制出中國第一臺光刻機(jī)和分步重復(fù)照相機(jī)，并投入規(guī)模生產(chǎn)，供應(yīng)全國半導(dǎo)體行業(yè)使用。此成果于1978年榮獲全國科技大會獎。
從1975年開始，徐端頤采用直接在半導(dǎo)體晶片上光刻集成電路的方法，投入了對“自動對準(zhǔn)分步投影光刻機(jī)”的研制。1980年，徐端頤團(tuán)隊(duì)完成了國內(nèi)第一臺“自動對準(zhǔn)分步投影光刻機(jī)”的研制，加工最細(xì)線寬為0.8微米，填補(bǔ)了國內(nèi)技術(shù)空白，投入批量生產(chǎn)，交付使用。這是中國的第二代光刻機(jī)。此成果獲1981年北京市首屆科技成果一等獎。直到今天，世界上只有美國、日本等少數(shù)國家能制造這種設(shè)備。
1987年，國家電子工業(yè)部組織成立了“中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會”(CEPEA)，這是國家批準(zhǔn)的具有社團(tuán)法人資格的全國性工業(yè)行業(yè)協(xié)會，全國共有一百多個會員單位。徐端頤領(lǐng)導(dǎo)的清華大學(xué)微細(xì)工程研究所，是當(dāng)時全國大專院校中唯一的專門從事電子專用設(shè)備研究的單位。
徐端頤被選為中國電子專用設(shè)備工業(yè)協(xié)會的副理事長，其上級業(yè)務(wù)主管部門就是工業(yè)和信息化部。
中國電子專業(yè)設(shè)備工業(yè)協(xié)會成立后，徐端頤被邀請到許多單位講學(xué)。他在清華大學(xué)校內(nèi)舉辦了光學(xué)微加工技術(shù)短訓(xùn)班，針對在職技術(shù)人員編寫了《投影光刻機(jī)結(jié)構(gòu)原理及設(shè)計(jì)》《光電自動對準(zhǔn)與調(diào)焦技術(shù)》等教材。同時，他還擔(dān)任《電子工業(yè)專用設(shè)備》雜志的編委。
中國的電子工業(yè)專用設(shè)備工業(yè)在這段時期發(fā)展很快，配套齊全，這在其他國家并不多見。
在長期研發(fā)的基礎(chǔ)上，徐端頤帶領(lǐng)其團(tuán)隊(duì)，積極地開展了更為先進(jìn)的“分步投影光刻機(jī)”的研制。
這種新型光刻機(jī)的設(shè)計(jì)指標(biāo)，瞄準(zhǔn)了當(dāng)時國際的最高水平。例如：可光刻的芯片最大面積為10×10平方毫米，實(shí)際有效分辨率為1.25微米，工作臺行程160×160毫米，可加工4-6英寸的晶片。
該光刻機(jī)研制成功后，同時投產(chǎn)了3臺。其中，一臺留在清華微細(xì)工程研究所進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究；另外兩臺，則分別提供給中國科學(xué)院109廠和北京半導(dǎo)體器件廠，進(jìn)行試用考核。
中國科學(xué)院的王守武先生，用這臺光刻機(jī)進(jìn)行了多種大規(guī)模集成電路的研制，成品率與傳統(tǒng)工藝相比，平均提高了27%。
王守武先生對徐端頤發(fā)明的在光刻掩模上增加保護(hù)膜的新方法非常贊賞，還介紹了一家美國公司來與徐端頤團(tuán)隊(duì)合作生產(chǎn)。
此項(xiàng)成果上報(bào)到電子工業(yè)部后，有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)非常重視，親自到清華大學(xué)和中科院試驗(yàn)現(xiàn)場考察。
1991年1月，電子工業(yè)部和國家教育委員會召集國內(nèi)有關(guān)權(quán)威專家，在清華大學(xué)組織了一次規(guī)模很大的鑒定會和技術(shù)交流會，對清華大學(xué)徐端頤等研制的第三代“自動對準(zhǔn)分步投影光刻機(jī)”進(jìn)行鑒定。鑒定會由電子工業(yè)部領(lǐng)導(dǎo)主持，由中國物理學(xué)界泰斗王守武先生任評審專家組組長。徐端頤在會上介紹了清華光刻機(jī)的研發(fā)情況。
這一次的鑒定會規(guī)模很大，非常隆重。除電子工業(yè)部專用設(shè)備司司長陸錦榮等領(lǐng)導(dǎo)外，科技部、國家教委的領(lǐng)導(dǎo)也紛紛出席。清華主管科研的常務(wù)副校長倪維斗負(fù)責(zé)接待。此外，還有一批來自全國各地的半導(dǎo)體加工專用設(shè)備生產(chǎn)廠的代表參加。
王守武先生仍然保持著自己一貫的獨(dú)特作風(fēng)，講話簡明扼要，只講了三句話：
“這臺光刻機(jī)還不錯。希望大家認(rèn)真提修改意見。使用單位應(yīng)該積極參與設(shè)備研制�！�
能得到王守武先生如此肯定，已經(jīng)非常難得了。
在鑒定會召開之前，王先生給了徐端頤一個專家組名單，讓清華正式邀請這些專家組成鑒定小組。此外，他還指定了一批有關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)制造、半導(dǎo)體器件生產(chǎn)單位的工程技術(shù)人員，和電子工業(yè)部的領(lǐng)導(dǎo)一起，對這臺光刻機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場測試，并將測試數(shù)據(jù)資料交給鑒定委員會專家組審查。
最后，王守武先生根據(jù)這些數(shù)據(jù)資料和專家組的意見，起草了鑒定意見，并親自在會上宣讀了鑒定結(jié)果。
徐端頤搞電子工業(yè)專用設(shè)備多年，參加過各種產(chǎn)品鑒定會，但都沒有經(jīng)歷過這樣嚴(yán)格認(rèn)真的鑒定程序。
這次鑒定會具有里程碑似的重要意義。
清華大學(xué)由此成為中國唯一的能自主研發(fā)生產(chǎn)國際一流水平的高端光刻機(jī)的單位。
通過國家級的正式鑒定后，徐端頤團(tuán)隊(duì)研制的第三代“自動對準(zhǔn)分步投影光刻機(jī)”和該機(jī)使用的鏡頭，雙雙榮獲“國家科技成果獎”。
1991年3月，電子工業(yè)部決定將該機(jī)在國家計(jì)委主辦的“首屆全國工業(yè)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步成就展覽會”上展出。于是，清華大學(xué)研制的這臺“自動對準(zhǔn)分步投影光刻機(jī)”被安置在北京展覽館主展廳，向中外觀眾、國內(nèi)外專家及媒體記者展出。
《人民日報(bào)》(海外版)、《北京日報(bào)》、北京電視臺等媒體報(bào)道了這一消息后，引起了各國科學(xué)界的重視。
這天，徐端頤接到北京展覽館來電說，他們要接待一個重要的外國代表團(tuán)來參觀，要求徐端頤親自接待。
徐端頤按時來到北京展覽館主展廳后，王守武先生陪同一個外國代表團(tuán)來到清華大學(xué)的展位，參觀清華研制的自動投影光刻機(jī)，隨同的還有許多中外記者。
徐端頤不知道這些人是什么來頭，沒敢多問，很有禮貌地接待他們參觀光刻機(jī)，對方問什么就答什么。
此時的中國科學(xué)界完全沒有“知識產(chǎn)權(quán)”這個概念，不知道保密，無論人家問什么，都會和盤托出。
1991年3月，清華大學(xué)研制的第三代“自動對準(zhǔn)分步投影光刻機(jī)”在北京展覽館參加“首屆全國工業(yè)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步成就展覽會”。圖為徐端頤(中)向與會專家介紹中國光刻機(jī)的研發(fā)情況
這些外國專家圍著這臺光刻機(jī)轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去，看得非常仔細(xì)，提的問題非常專業(yè)；有的專家甚至還爬在地上，轉(zhuǎn)到后面，仔細(xì)看光刻機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
徐端頤這時才知道，這個代表團(tuán)的成員，都是來自美國和日本的光刻機(jī)專家。
當(dāng)美、日專家親眼看到中國在國外封鎖、禁運(yùn)的情況下，獨(dú)立自主研發(fā)出了具有國際一流水平的光刻機(jī)，擁有完全的知識產(chǎn)權(quán)，驚詫不已，連說：“不可思議!”(inconceivable)
美、日專家離開后不久，其他國家的光刻機(jī)專家也接踵而至，來了一撥又一撥。當(dāng)時國外生產(chǎn)光刻機(jī)的著名公司和廠家?guī)缀醵寂扇藖淼奖本�，參觀考察清華大學(xué)自主研發(fā)的光刻機(jī)。他們都看得非常仔細(xì)，提問也十分在行。徐端頤友好地接待了這些外國專家，現(xiàn)場回答了他們提出的各種問題。這些專家對中國獨(dú)立自主研發(fā)出光刻機(jī)心悅誠服，還熱情地邀請徐端頤去他們那里訪問交流。遺憾的是，來訪者中唯獨(dú)沒有后來成為世界光刻機(jī)行業(yè)巨擘的荷蘭艾司摩爾公司(ASML)的代表，此時，這家公司還沒有誕生。
北京展覽會結(jié)束，這些外國專家離開中國回國后不久，國際“巴黎統(tǒng)籌委員會”便宣布：取消對華出口投影光刻機(jī)的禁運(yùn)令。美國和日本這兩個當(dāng)時世界上主要生產(chǎn)“分步投影光刻機(jī)”的國家同時宣布，取消對中國的出口禁令，可以向中國出口這類投影光刻機(jī)，而且價格比較優(yōu)惠。同時，還祭出了一個頗具誘惑力的法寶——“凡購買本公司光刻機(jī)的中國企業(yè)，歡迎其領(lǐng)導(dǎo)人來本公司參觀訪問旅游，來回的機(jī)票、酒店住宿和所有的旅行費(fèi)用，全部由本公司承擔(dān)”。
此時，國門剛剛打開不久，外面的世界很精彩，對中國企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)人很有吸引力，都想找個機(jī)會出國去看一看，玩一玩，開開眼界。
于是，原先準(zhǔn)備購買清華大學(xué)生產(chǎn)的投影光刻機(jī)的許多單位紛紛改變主意，來電話說不要了；連原來和清華大學(xué)有長期合作關(guān)系的中國科學(xué)院半導(dǎo)體所109廠及北京、上海、天津、無錫等地的其他大單位，都紛紛取消了訂單。清華大學(xué)研發(fā)制造的新型自動光刻機(jī)沒有了市場，也就失去了生存空間。
于是，徐端頤團(tuán)隊(duì)耗費(fèi)無數(shù)心血研制成功的自動光刻機(jī)——這一生產(chǎn)加工芯片的重要關(guān)鍵設(shè)備，就此夭折。多年來的所有努力和無盡心血，全部付諸東流。
徐端頤，這位主持研制出中國第一臺光刻機(jī)的科學(xué)家，從此不能再造光刻機(jī)，其內(nèi)心的悲痛可想而知。無奈之下，他只好告別了光刻機(jī)研發(fā)領(lǐng)域，將目光轉(zhuǎn)向國際上方興未艾的光盤研究。
此后，清華大學(xué)徐端頤團(tuán)隊(duì)在光盤研究領(lǐng)域取得了驕人的成就。中國的光盤研發(fā)制造在國際上獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，產(chǎn)銷量和出口量均居世界第一，在國際上占據(jù)了一席之地，令世人刮目相看。
徐端頤成為中國光盤研究領(lǐng)域的主要奠基人之一。他擁有67項(xiàng)中國專利、2項(xiàng)美國專利，多次應(yīng)邀擔(dān)任國際光學(xué)會議主席，榮獲中國科技最高獎“國家發(fā)明獎”，被任命為國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究項(xiàng)目首席科學(xué)家。
清華大學(xué)停產(chǎn)光刻機(jī)后，形勢急轉(zhuǎn)直下。國外生產(chǎn)的光刻機(jī)長驅(qū)直入，迅速搶占了中國市場。
既然中國已經(jīng)“揮刀自宮”，自己放棄了光刻機(jī)的研發(fā)制造，外國的光刻機(jī)生產(chǎn)公司沒有了競爭對手，光刻機(jī)的價格便一路水漲船高，節(jié)節(jié)攀升。多年以后，自動光刻機(jī)奇貨可居，價格暴漲到了數(shù)億美金一臺，比大飛機(jī)還貴。
貴還不說，發(fā)達(dá)國家還禁止對中國出售光刻機(jī)，只賣芯片給中國。一些國家在芯片產(chǎn)品的供應(yīng)問題上，卡住了中國的脖子，中國的半導(dǎo)體企業(yè)也只能在絕望中苦苦掙扎。
正如徐端頤所預(yù)言：“未來的光刻機(jī)，可能有重大的技術(shù)革新與發(fā)展�！�
中國的光刻機(jī)研發(fā)制造停下來后，國外的光刻機(jī)研制卻一直在不斷發(fā)展，攀登新高峰�，F(xiàn)在，發(fā)達(dá)國家研制的高端光刻機(jī)，其生產(chǎn)制造的芯片已達(dá)到納米級。
形勢十分嚴(yán)峻。高層領(lǐng)導(dǎo)中具有戰(zhàn)略眼光的領(lǐng)導(dǎo)人也看出了問題，希望清華大學(xué)重新恢復(fù)自動光刻機(jī)的研發(fā)制造……
此時，徐端頤已退休，其團(tuán)隊(duì)的骨干成員也星散各方。要想重新組成當(dāng)年那樣精干出色的高水平的科研團(tuán)隊(duì)，談何容易!
網(wǎng)友評論
本站網(wǎng)友 wrj4312092000 ip:110.186.55.*
2021-03-16 15:45:52 發(fā)表
和運(yùn)十飛機(jī)遭遇相似。DXP賣國GGKF路線的又一鐵證。
本站網(wǎng)友 xdntg ip:60.27.230.*
2021-03-16 14:51:01 發(fā)表
如今的中國光刻機(jī)技術(shù)落后于世界的主要一原因就是鄧氏改開的 “造不如買，買不如租”的狗屁理論所導(dǎo)致的嚴(yán)重惡果。禍國殃民�。。�！
本站網(wǎng)友 lygjhjz1 ip:223.67.213.*
2021-03-16 10:53:02 發(fā)表
偉大的毛澤東時代萬歲！
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