兩件「國之重器」，同一個幕後功臣！

      測序儀和光刻機，作為生命科學與半導體領域的「國之重器」，其發展之路充滿艱辛與挑戰。從專利爭奪戰到科技冷戰，再到光學技術的精密支撐，每一步都凝聚着無數科研人員的心血與智慧。中科院長春光機所作為光學技術的中流砥柱，以其卓越的科研實力和創新精神，為國產測序儀和光刻機的崛起提供了堅實保障。在未來的科技競爭中，我們期待更多的「國之重器」在光學技術的助力下，閃耀世界科技舞台，為國家的繁榮與發展注入源源不斷的動力。

測序儀和光刻機，分別是生命科學與半導體領域的兩大「國之重器」。

雖然它們的用途不同，一個幫我們破解生命的密碼，一個用來「畫」出手機和電腦里那些複雜到肉眼都看不見的芯片電路。但確實值得放在一起來說說，因為測序儀和光刻機有着戰略上的許多相似之處，而且它們背後有一個相同的幕後功臣。

首先，它們背後都有一場場激烈的專利爭奪戰，核心就是搶佔技術制高點。

基因測序技術從第一代到如今的高通量測序，專利戰幾乎貫穿整個發展史。以二代測序為例，2000年代，兩大巨頭illumina和life tech展開了激烈競爭。illumina的「邊合成邊測序」技術和life tech的半導體測序技術，都通過專利布局拚命圈地。它們互相起訴，官司打了幾年，最後以和解收場。專利戰的目的不只是保護技術，更是為了壟斷市場。像illumina一度佔據全球測序市場70%以上的份額，靠的就是專利「護城河」。    

後來者如中國的華大智造，另闢蹊徑搞自主研發，試圖避開專利雷區，也依然免不了在2019年開始被illumina起訴，儘管訴訟最終達成和解，illumina其後又開始加大遊說力度，使美國國會進一步通過法案限制華大等中國公司，直至中國商務部今年的反擊，在隱忍多年後，給出了對illumina禁止進口到中國的裁決。

光刻機的專利戰更像是一場「光學霸權」爭奪戰。荷蘭asml是當今光刻機領域的絕對霸主，但它的崛起背後也有專利博弈。尼康和asml曾在浸潤式光刻技術上爆發專利糾紛，雙方在美國、日本等地提起多起訴訟。後來，由於euv技術的專利壁壘太高，加上美國的技術授權限制，日本廠商逐漸退出競爭。

其次，測序儀和光刻機都深深捲入了近年來的科技冷戰，貿易摩擦直接影響了它們的全球供應鏈和市場布局。

測序儀的貿易摩擦更多圍繞數據安全和生物安全。基因數據被認為是戰略資源，美國對中國測序企業的關注從2010年代就開始了。無論是「實體清單」還是《生物安全法》，這些摩擦表面是貿易問題，背後是對基因科技主導權的爭奪。

而光刻機的貿易摩擦簡直就是科技冷戰的縮影。美國從2018年起，通過出口管制法案（ecra）和「實體清單」，限制asml向中國出售euv光刻機。2020年，美國進一步施壓荷蘭政府，禁止asml向中國出口高端設備，理由是「國家安全」。

更重要的是，測序儀和光刻機在戰略上的重要性，怎麼強調都不為過。它們不只是設備，更是科技主權的象徵。

基因測序被認為是未來醫療、農業甚至國防的基石。掌握測序技術，等於握住了生物科技的「鑰匙」。大國競爭中，誰能快速、低成本地測出基因序列，誰就能在精準醫療、生物武器防禦上佔先機。比如，美國通過illumina等企業，試圖主導全球基因數據庫，掌控數據話語權。中國則靠華大智造等公司，力爭在測序設備和數據分析上實現自主可控，避免基因資源外流。這種競爭表面是技術，實則是對未來生命科技制高點的爭奪。   

光刻機是芯片製造的核心，直接決定了芯片性能和產量。現代社會，從手機到導彈，幾乎啥都離不開芯片。所以，光刻機的戰略地位簡直是「工業命脈」。目前，asml的euv光刻機全球獨一份，美國通過控制asml，間接掐住了全球芯片供應鏈的脖子。中國要發展高端芯片，必須突破光刻機技術，否則只能在低端市場打轉。

測序儀決定生物科技的未來話語權，光刻機掌控信息科技的命根子，兩者都是大國競爭中「誰也輸不起」的賽道。

而更巧的是，這兩件神器背後，有個共同的「大功臣」——精密的光學技術。

先來說說測序儀，簡單點說，它就是一台「讀」dna的機器。想像dna像一串長長的字母鏈，上面寫滿了a、t、c、g這些「密碼」。測序儀先把dna剪成小段，複製很多份，然後粘在一個小芯片上。接着，它用一種帶熒光「標籤」的化學物質，像是給每個字母點上彩色小燈。激光一照，這些小燈就亮起來，不同字母亮不同顏色，儀器里的相機「咔嚓」一拍，把這些光信號記下來。電腦再把這些彩色信號翻譯成字母，拼出一長串dna序列。這過程就像是用燈和相機把生命密碼一行行「拍」下來，變成我們能讀懂的東西。    

再來看光刻機，它是造芯片的「大手藝人」。芯片上那些細得連用顯微鏡都看起來費勁的電路，就是光刻機「畫」出來的。它的原理有點像老式幻燈片投影儀：先有個光源，射出特彆強的光，比如深紫外光或者極紫外光；光透過一個刻着電路圖案的「模板」（專業名叫掩模），再通過一堆精密透鏡，把圖案縮小，投到塗了感光膠的硅片上。感光膠被光一照，性質就變了，之後再用化學方法「洗」掉一部分，留下電路的形狀，最後再刻一層層，疊出一個完整的芯片。整個過程就像是用光在硅片上「印」藍圖，細到幾納米，比頭髮絲還薄幾萬倍。

測序儀和光刻機雖然乾的活兒完全不同，但它們都離不開光學技術。比如，兩者都需要特別精準的透鏡，測序儀得靠它清楚地「拍」下微弱的熒光信號，光刻機得用它把電路圖案縮到納米級還不能走樣。它們還都得用上穩定的激光，光刻機用激光「畫」線，測序儀用激光「點亮」dna信號。還有，測序儀和光刻機都得有靈敏的相機或者探測器，專門捕捉光信號，測序儀用它看熒光顏色，光刻機用它檢查圖案有沒有偏差。總之，光學系統在這兩台機器里，就像是它們的「眼睛」和「手」，得又准又穩。    

說到光學技術的硬核支持，國內有個地方不得不提——中科院長春光機所。

中科院長春光機所，全名叫中國科學院長春光學精密機械與物理研究所，是個在光學領域響噹噹的地方，號稱「中國光學的搖籃」。

長春光機所的故事得從1952年說起。那時候新中國剛成立沒幾年，科技基礎還很薄弱，國家急需搞科研的地方。1952年，在吉林長春，一群科學家和工人一起收拾出一片地兒，準備建個研究所，這就是長春光機所的前身——中國科學院儀器館。當時的條件可沒現在這麼好，科學家們自己動手平地、填坑，硬是把這地方建起來了。    

研究所的創始人之一是王大珩院士，他可是中國光學界的「大牛」。在他的帶領下，長春光機所從一開始就瞄準了光學和精密機械，目標是為國家的工業和國防搞出點真傢伙。1950年代到1960年代，長春光機所參與了不少大事兒，比如「兩彈一星」工程，他們造出了高精度的光學儀器，幫着導彈和衛星瞄準目標，立了大功。

1999年，長春光機所和長春物理所合併，成了現在的樣子。從建所到今天，70多年過去，長春光機所一直是國內光學研究的「頂樑柱」，創造了一堆「中國第一」：第一台紅寶石激光器、第一台大口徑光學望遠鏡、第一套導彈光學制導系統……這些成果聽着就挺牛，實際也真挺牛。    

長春光機所在光學和精密機械領域攢了不少絕活兒。

長春光機所最擅長的就是造各種能「看」東西的儀器。他們搞出了很多高精度的光學設備，比如大口徑望遠鏡，能看得比誰都遠，裝在衛星上能拍地球的「高清寫真」。還有顯微鏡，能看到細胞甚至更小的玩意兒。這些技術不光用在科研上，還用在工業檢測、醫療設備里，幫着醫生看清楚病人體內的「小毛病」。

說到激光，長春光機所可是國內的「老前輩」。他們1960年代就搞出了中國第一台紅寶石激光器，後來又研發了一堆更厲害的激光設備。現在，他們的激光技術用在各種地方：工業上能切金屬跟切豆腐似的，醫學上能拿來做手術，連國防上都能用來搞激光武器或者精確制導。總之，激光這塊，他們玩得挺溜。

長春光機所在空間光學上也有一手。簡單說，就是給衛星、飛船裝上能看清東西的「眼睛」。比如「嫦娥」探月工程、「神舟」飛船上的一些光學設備，就有他們的手筆。他們造的星載相機，能從幾百公里外拍地面，假如排除大氣干擾等限制，連車牌號都能看清。這些技術直接幫國家在航天領域站穩了腳跟。

除了光學，長春光機所還特別擅長精密機械。啥叫精密？就是細到你想像不到的地步。他們能造出誤差不到1納米的零件（1納米等於10億分之一米），這種精度在造光刻機、測序儀這些高精設備時特別關鍵。他們還搞過不少機械手、自動化設備，幫工廠把生產效率提上來。

光電探測是長春光機所的另一大強項。簡單說，就是能抓住光信號，轉成電信號，再分析出來。他們做的高靈敏度探測器，能捕捉到特別微弱的光，比如測序儀里用的cmos傳感器，能「看」到dna發出的熒光信號。這些技術在基因測序、夜視儀、遙感衛星上都有大用處。

長春光機所的技術可不只是「高冷」的實驗室玩意兒，他們特別會把技術變成真能用的東西。早年主要是給國防幹活，幫着造導彈、衛星的瞄準系統。後來慢慢轉到民用領域，比如幫着企業造醫療儀器、工業激光設備，還跟華大智造、國望光學這些公司合作，把光學技術用在基因測序和芯片製造上。

比如光刻機的光源系統，難度特別大，尤其是極紫外光源，波長短到只有13.5納米，還得功率高、穩定性好。長春光機所就在這方面使勁鑽研，搞出了超平整的反射鏡和平面鏡，平到誤差不到1納米，幫國產光刻機光源系統打下了基礎。他們還在深紫外光源的穩定性上下了狠功夫，讓國產設備少走不少彎路。

還有個厲害的，就是高端cmos相機芯片，這種芯片在測序儀和光刻機里都少不了。測序儀用它拍熒光信號，光刻機用它檢查對準誤差。長春光機所開發的高性能cmos芯片，特別靈敏，還不容易受干擾，幫測序儀看清微弱的光，也讓光刻機的對準更准。這些技術可不是光在實驗室里玩，他們還和企業合作，把成果變成了真能用的東西。

比如說，長春光機所他們和華大智造合作，這家企業是國內基因測序的「大牛」。華大智造的高通量測序儀對光學要求特別高，長春光機所就幫他們弄了高精度的鏡頭和激光系統，讓設備性能直追國際水平。再比如和國望光學的合作，國望是搞高端光學元件的，他們一起攻關光刻機用的曝光光學系統，搞出了面向28納米工藝的設備，填了國內空白。通過這些產學研合作，長春光機所直接讓許多國產設備硬氣了不少。

長春光機所還特別擅長把技術變成產品。他們的高精度光學加工技術，已經用在國產光刻機和測序儀的核心零件上了，激光技術也用到了各種精密製造里。這些成果不僅讓國內企業少花冤枉錢買進口貨，還拉動了一整條產業鏈。可以說，長春光機所在光學這塊，給「專精特新」四個字做了個硬核註解。

測序儀和光刻機這兩件「國之重器」，背後都站着光學技術這麼個「超級英雄」。而長春光機所就像是給英雄打造裝備的「大匠」，從實驗室到工廠，從技術到產品，一步步讓中國在這兩大賽道上站得更穩，走得更遠。在未來的科技競爭中，我們期待更多的「國之重器」在光學技術的助力下，閃耀世界科技舞台，為國家的繁榮與發展注入源源不斷的動力。    

本文系觀察者網獨家稿件，文章內容純屬作者個人觀點，不代表平台觀點，未經授權，不得轉載，否則將追究法律責任。關注觀察者網微信guanchacn，每日閱讀趣味文章。