光刻机“基石”技术成功突破!我国距摆脱“卡脖子”,还有多远?

最近几年,芯片行业闹得沸沸扬扬,大家都知道光刻机这玩意儿是卡住咱们脖子的关键家伙。国外那几家大厂垄断着高端技术,动不动就断供,让国内企业干瞪眼。不过,前阵子有个好消息传出来:光刻机的“基石”——减振器技术,终于被咱们自己人给攻克了。这事儿的主角是华中科技大学的陈学东院士,他带着团队磨了22年,总算把这个瓶颈给捅破了。

减振器听起来不起眼,但它就像光刻机的地基,稳不住了才能刻出精细的芯片图案。要是震动太大,芯片就废了。陈学东他们研发的准零刚度减振器,把振动传递率从原来的3%降到0.3%,这可不是小进步,直接让国产DUV光刻机能正常干活了。话说回来,这一步迈出去了,但离彻底甩掉进口依赖,还得走多远?

先说说减振器到底是个啥东东。它本质上就是个防震装置,早年间主要用在汽车上,帮车子减震,让人坐着不颠簸。19世纪法国人亨利·傅尼叶搞出第一款伸缩式减振器,简单粗暴,就为了马车舒服点。20世纪初,液压减振器出来了,用液体阻力来缓冲冲击。后来又升级到油气混合的,能更快恢复原状。电子减振器是后来的事儿,能根据传感器数据实时调整,车子操控起来更顺手。

现在减振器到处用,不光车上,飞机起落架、建筑塔吊、风力发电机、甚至医疗核磁共振仪都离不开它。在精密设备里,它保持稳定,避免微小震动影响精度。光刻机这种高精尖玩意儿,对减振要求更高,因为芯片图案细到纳米级,地面一点抖动都能毁掉一批货。以前咱们减振器全靠进口,国外一卡脖子,芯片生产线就得停摆。陈学东从2002年就盯上这块儿硬骨头,当时国内光刻机研发刚起步,他觉得不解决减振,就等于白忙活。

陈学东团队的攻关过程,简直就是一部苦逼史。起步时,他们从基础设计抓起,建了个小测试台,模拟光刻机环境测震动。减振器小小一个,里面上百个零件,全得自己造,没人给图纸。金属壳体先卡壳了,用铝合金试了二十多回,强度不够就换钛合金,熔炼比例调了又调。橡胶层更麻烦,四十多种材料挨个儿测,高压下压扁了记录数据,好多材料循环一千次就裂了,或者黏性太大反应慢。团队拆开坏件,用电子显微镜看问题,改配方再试。

2005年左右,他们加了磁悬浮设计,用相斥磁体做负刚度,搭电磁场装置优化排列,低频隔离好了15%,但高频还有峰值。分成小组,一组管传感器,用光纤陀螺抓微米位移;一组搞控制算法,PID回路实时调阻尼。2008年拼出第一台原型,在振动台上跑,隔离率才5%,液压漏油又得重搞密封。2010年转准零刚度,推数学模型,用软件模拟多自由度响应。

实验台升到六轴,仿真多向震动。2012年材料供应出问题,高纯硅胶自己合成,花几个月配。一次短路烧了控制板,重做电路。2015年隔离率破1%,初步上光刻模型测。2018年加无源频变阻尼,自适应阀门调流体。2020年疫情远程调代码,响应到毫秒。2022年用纳米镀膜耐磨。2024年5月,总算通过评估,0.3%传递率,达DUV标准。这22年,团队轮班守设备,校企合作借机床,硬是把技术从跟跑到领跑。

这个突破不是纸上谈兵,2024年7月,武汉格蓝若公司砸8000万买技术,在光谷建产线。首批减振器上28纳米光刻机测试,稳定性跟国际持平。9月院士站挂牌,继续迭代高频模块。2025年6月,交付18套,客户试用22家。

格蓝若这公司专注智能测控,之前就和陈学东合作,推出超精密主动减振器,打破国外垄断。陈学东自己说,科研没捷径,靠长期坚持。他还发明相斥磁负刚度和频变阻尼,应用于陆地海洋设备。团队成果不光光刻,还扩展到数控机床、医疗仪器。2025年10月数据看,国产减振器性能国际领先,填补高端空白。这步走稳了,芯片生产少了个大隐患。

不过,光刻机整体国产化,还没到庆祝的时候。减振器是基石,但光刻机有好多部件:光源、透镜、平台控制啥的。上海微电子的28纳米浸没式DUV机,2025年进入验证,良率90%,年底批量供货。但光源高功率激光器还得进口,透镜精度靠光学加工。整机自主率不到50%。EUV极紫外机更难,国内预研阶段,用激光诱导放电等离子体LDP,和ASML的LPP不一样。

2025年3月,首台样机在华为东莞测试,第三季度试生产,2026年量产目标。但工艺节点还停65纳米,差距20年。材料纯度、多层反射镜涂层是瓶颈。2025年10月报告说,中国试逆向工程ASML DUV机,结果拆坏了,还得叫ASML修。这说明技术壁垒高,逆向不是长久之计。国家投3000亿,政策支持企业迭代,但7纳米以下曝光稳定还没解决。产业链上游气体、计量仪器也卡着。

再说说全球格局。ASML垄断高端,卖EUV给中国受限。中国开辟新路,像0.6纳米技术,但那是实验阶段,不是商用。2025年,中国在中低端市场替代能力强,先进封装、特色工艺抢份额。但高端设备结构性矛盾大,信任壁垒也高,产线用国产机得过验证关。SMIC7纳米N+1节点进步,但14纳米还是主流。光刻材料突破,减少光阻残渣缺陷,帮芯片制造减错。整体看,国产化率破18%,但离全面自主远着呢。2025到2028,28纳米DUV量产是突破点,光源稳定、镜头精度是关键。

未来咋办?得继续砸钱研发,建生态。企业如上海微电子、新凯来加速,校企联手转化。陈学东团队还在教书带项目,优化频变控制。政策上,国家大基金三期支持,投千亿级。国际上,美中科技战激烈,中国突破加剧竞争,芯片价供可能变。

但咱们得现实点,摆脱卡脖子不是一两年事儿,得十年磨一剑。减振器成功是起点,激发信心,但路还长。产业链全覆盖,从材料到设备,得一步步来。2025年试生产EUV是里程碑,但量产稳定才是真考验。总的来说,这事儿接地气地说,就是咱们从被卡到自给,中间差的不是一星半点,但方向对了,坚持下去准行。

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更新时间:2025-11-07

标签:科技   光刻   基石   我国   技术   减振器   纳米   芯片   刚度   中国   团队   材料   阻尼   量产

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