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1977年,江蘇吳縣舉行了全國性的光刻機座談會,明確要改進光刻設備,儘快趕超世界先進水平。於是清華大學精密儀器系、中電科45所等先後投入研製更先進的光刻機。
進入80年代後,國產光刻機研發捷報頻傳。
1980年,清華大學徐端頤團隊經過沒日沒夜的攻關,終於研製出分散式投影光刻機。
1985年,中電科45所研製出的分步式投影光刻機,通過電子部技術鑒定:達到美國GCA在1978年推出的4800DSW光刻機水平。
至此,中美光刻機技術差距不過7年。日後將稱霸光刻機領域的阿斯麥,此時才剛剛誕生。
雖然基礎薄弱、一切從零開始,但是在無數先輩的日夜努力之下,中國光刻機還是贏得了一個比較好的起點。
真正尷尬的是,雖然有了國產光刻機,但是科研成果不代表批量化生產的能力,產業化一直停滯不前。
1977年7月,人民大會堂舉行的科教工作者座談會上,半導體靈魂人物王守武直言:「全國共有600多家半導體生產工廠,其一年生產的集成電路總量,只等於日本一家大型工廠月產量的十分之一。」
逆境
改革開放之後,全國興起了引進外國設備的熱潮,半導體產業開始受到猛烈的外部衝擊。
1980年,無錫的江南無線電器材廠(724廠)引進日本東芝的電視機集成電路5微米全套產線,這是國內第一次從國外引進集成電路生產線,短短几年,廠里的晶元產量就達到了3000萬塊,742廠一躍成為我國產能最大的集成電路生產廠。
儘管742廠的技術引進大獲成功,但從整體來看,晶元產業出現了重複引進和過於分散的問題。
在擴大對外開放的背景下,「造不如買」的思潮迅速蔓延全國。33家單位不同程度地引進各種集成電路生產設備,累計投資約13億元。
然而引進的設備大多是落後淘汰的二手貨,最終只有少數幾條產線建成使用。
而且當年的一份研究報告指出,引進過程中,大量引進硬體,而忽視了技術和管理,同時科研與生產結合不緊密,經費不足也是重要原因。
因此原本構想的「引進、消化、吸收、創新」方針沒有得到全面貫徹,而是一而再、再而三地引進。
到1988年,我國的集成電路年產量終於達到1億塊。美國1968年達到這一標準,日本在1970年達到,而中國自1965年生產出第一塊集成電路以來,經過23年,才終於達到了這一標準。
所以在80年代,中國半導體不僅大幅落後於美國日本,也逐漸被韓國超過。
面對與發達國家的恐怖差距,橫跨十年的908、909工程宣告啟動。
但實際效果卻與預期相差甚遠,晶元行業的發展一日千里,而沒有市場、資金和人才的支撐,結果要麼引進即落後,要麼吃不透引進來的技術,更談不上自主創新。
曙光
時間來到1999年,北約入侵科索沃時,美國通過電子信息戰癱瘓了南聯盟幾乎所有網路系統。
為此有關部門多次緊急召開會議討論:一旦和美國鬧掰,國家信息安全將會面臨怎樣的威脅?
隨後,《鼓勵軟體產業和集成電路產業發展的若干政策》出台,光刻機被列入「863重大科技攻關計劃」。
在政策的大力支持下,晶元行業進入了海歸創業和民企崛起的時代,國產光刻機事業再次艱難起步。
此時,國際上光刻光源已經被困在193nm長達20年,最終台積電在2002年提出了浸入式光刻方案,阿斯麥也憑此擊敗尼康,成為新一代光刻機霸主。
而此時國內剛剛啟動193nm光刻機項目,落後國際水平20多年。
經過5年的艱苦追趕,終於在2007年,上海微電子宣布研製出90nm光刻機。但是由於元器件大部分來自國外,西方立刻實行了禁運,導致無法量產。
2008年,「02專項」啟動,繼續攻關,主攻高端光刻機技術,同時鑒於之前的教訓,「02專項」的重點,還有提升材料和工藝等產業配套能力。
2016 年,上海微電子90nm光刻機實現量產,華卓精科成功研製出兩套雙工作台樣機,成為繼阿斯麥之後,世界上第二家掌握這項技術的企業。
至此,國產光刻機雖然還沒有完全走出困境,但是經過20多年的艱難追趕,中國的光刻機乃至整個晶元產業,在吸取了之前的發展教訓後,總算逐漸開花結果。
就在形勢一片向好時,美國開始了對中國晶元產業的圍堵,十幾年前的擔憂最終成為了現實。
回顧中國光刻機過去60年間的發展,前20年,在科研人員夜以繼日的攻關下,中美光刻機差距被縮短到了7年,中間十幾年,因為種種原因,國內外的光刻機差距越拉越大,直到2000年後,面對斷供的威脅,以及與國外的恐怖差距,國產光刻機再次開始奮力追趕。
如今中國的晶元產業鏈與國外雖然仍有差距,但與之前不同的是,國家政策持續發力,資金支持到位,工程師隊伍不斷壯大,產業鏈的各個環節也已今非昔比。
中國晶元產業鏈,已經擁有了走向成功的眾多因素。
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參考文獻:
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2.國產光刻機五十年:星星之火,可以燎原?陳辰
3.中國芯酸往事:熬過多少苦難,才能實現追趕和超越?戴老闆
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5.【中國科學報】為祖國繪製科技藍圖——中國科學院學部成立60周年特別報道之一,丁佳
6.GK—3型半自動光刻機工作原理及性能分析,劉仲華
7.光刻機座談會在江蘇吳縣召開,半導體設備
8.我國自行設計製造的 KG-3 型半自動光刻機在滬通過鑒定,徐鑫培
9.光刻技術六十年,陳寶欽