光刻领域的技术难题攻关:一群工程师啃下硬骨头的真实故事
没人接的烫手山芋:一开始根本找不到破局点
说实话,我去年跟中科院微电所的一位老工程师喝茶,他抽了半盒红塔山,说起来十年前接光刻对准系统攻关项目的时候,全组人连安稳觉都睡不好。
那时候国内高端光刻核心部件全靠进口。人家说断供就断供,价格翻三倍你也得咬着牙买,没有还价的余地。
真难。
所里一开始找了好几个团队,没人愿意接。这项目出成果慢,发不了顶刊,评职称吃亏,搞不好熬五六年啥也捞不着,纯纯的赔本买卖。最后还是这个老工程师一拍桌子接了,带了五个刚毕业的小孩,租了半层旧实验室,就开干了。
国产光刻对准系统实验室测试图
一开始连核心部件的样品都拆不到。好不容易从淘汰的旧机器上拆了一个进口的,全组人抱着拆了装装了拆,摸了三个多月,连每个螺丝的位置都背下来了,还是摸不到门道。
你说挫败不挫败?那时候实验室楼下的夜宵摊老板都认识他们了,每天凌晨两点都要过去点三碗蛋炒饭,坐着闷头吃,谁也不说话。
卡了整整三年的bug:谁也想不到问题出在这儿
拼拼凑凑做出来第一台样机的时候,全组人都沸腾了,拉着横幅拍了照,结果一测精度——差了七纳米。
就七纳米。相当于头发丝的百万分之一,就是过不了标。
然后就改,改光学路径,改机械结构,改控制算法,改了整整三年,样机做了十七台,每次都差个一两纳米,就是达不到要求。差一纳米都没法用,芯片制造就是这么苛刻,容不得半点儿凑合。
有个姓陈的小伙子,刚毕业进项目组,三年没谈过恋爱,天天泡在实验室,发际线退了两厘米,某天凌晨三点泡方便面,水汽蒙了眼镜,擦眼镜的时候突然拍了下脑袋——会不会是玻璃的热膨胀系数不对?
原来进口厂商给的公开参数故意标错了小数点后第三位,我们照着抄了三年,每次温度一升高,镜片就歪那么一丢丢,累计起来就是精度不合格,谁也没想到人家会在这种地方挖坑。
光刻工程师调试光学元件工作台照
说出来你敢信?就那0.000002的误差,把一群顶尖工程师卡了三年。那时候全组知道真相的时候,有人摔了实验记录本,有人蹲在楼道口骂娘,骂完了抹抹脸,又回去找玻璃厂重新定制材料去了。
换完材料再测,精度直接提了八纳米。刚好达标。那天全组人在实验室喝啤酒,喝到天亮,老工程师说,那是他十年来睡的最香的一觉。
攻关不是搞奥数:要的就是傻劲儿熬出来的突破
攻关不是搞奥数:要的就是傻劲儿熬出来的突破
现在网上动不动就说什么弯道超车,什么天才突破,我就呵呵。技术难题攻关哪里有那么多惊天动地的天才传奇?百分之九十九都是磨,一点点熬,一个个坑踩过来。
哪有什么捷径可走?你没踩过别人踩过的坑,没试过一百次错误的方向,就别想拿到那个正确的结果。好多人现在喜欢搞花架子,发一堆论文,申请一堆专利,真到落地用的时候,啥也不行,那都是虚的。
不过话说回来,这几年情况真的变了。十年前没人愿意接这种苦项目,现在好多年轻博士主动往坑里跳,知道干这个有意义,哪怕出成果慢,也愿意沉下心来干。国家也愿意给资源,不用逼着你每年发论文凑KPI,允许你坐三五年冷板凳,这就是最大的进步。
现在这帮人搞出来的国产对准系统,已经批量装在国产中端光刻机上了,去年出货了快二十台,比进口的便宜一半,精度还高了两个纳米。下游的芯片设计厂都抢着订,终于不用看老外脸色了。
当然,还有好多难题没啃完。更高端的EUV光源,更精密的工件台,还有一堆卡脖子的地方等着闯。技术难题攻关从来不是一锤子买卖,啃完一个还有下一个,得一代人接着一代人干。
我前阵子刷新闻,看到中芯国际已经批量用国产设备做28nm芯片了,心里真的挺感慨。这就是一个个像这样的小突破堆出来的结果,没有当初这群人愿意坐冷板凳啃硬骨头,哪有今天的这点成绩?
那些天天喊着颠覆,喊着超车的人,往往没搞清楚一个道理:技术这东西,就是硬碰硬,你得把别人卡你的每个点都一个个抠下来,一步步往前走,才能真的站得住脚。对吧?
下次去北京,我得约那个老陈出来吃顿饭,他现在已经是项目组的负责人了,听说又接了新的攻关课题。我得好好敬他一杯,这帮啃硬骨头的人,才是中国科技真正的底气。