Pada masa kini, cip telah memasuki setiap aspek masyarakat manusia moden, bermula daripada kapal terbang, kapal, satelit dan roket hinggalah telefon bimbit dan "Walkman" di tangan manusia, yang semuanya tidak dapat dipisahkan daripada cip. Ketika negara-negara yang dipimpin oleh Amerika Syarikat menindas Huawei, "mesin litografi" telah menjadi istilah carian hangat di Internet, dan artikel yang membincangkan tentang mesin litografi sangat banyak.

The real situation is: China has not only developed world-class photolithography machines, but also independently developed and manufactured them despite external blockades and embargoes, and has complete intellectual property rights. People don’t even know that the development and manufacturing of China’s lithography machines is closely related to Xu Duanyi, a scientist from Guizhou.

Pada tahun 1955, Xu Duanyi telah menamatkan pengajian dari Sekolah Menengah No. 1 Guiyang dan diterima masuk ke Universiti Tsinghua dengan keputusan yang cemerlang. Selepas menamatkan pengajian dari Jabatan Instrumen Kejituan Universiti Tsinghua pada tahun 1961, beliau kekal di sekolah tersebut untuk mengajar. Semasa "Revolusi Kebudayaan", sebilangan besar fakulti dan kakitangan dari Universiti Tsinghua telah dihantar ke ladang berhampiran Tasik Poyang di Wilayah Jiangxi. Di bawah pengawasan "Pasukan Propaganda Kerja", mereka "mereformasi minda mereka" dan belajar menanam padi daripada petani miskin dan sederhana rendah. Xu Duanyi adalah antara mereka. Pada tahun berikutnya, apabila Xu Duanyi, seorang bapa kali pertama, kembali ke kampung halamannya di Guizhou untuk melawat saudara-mara, beliau membawa anak lelakinya yang berusia 2 tahun ke sebuah ladang di Jiangxi, di mana beliau merancang untuk berakar umbi dan menjadi petani sepanjang hayatnya. Pada suatu malam, satu panggilan kecemasan datang dari Beijing, mengarahkan Xu Duanyi untuk segera kembali ke Beijing kerana beliau mempunyai misi penting. Selepas kembali ke Beijing, Xu Duanyi mengetahui bahawa beliau pada asalnya bertanggungjawab untuk membangunkan peralatan utama yang amat diperlukan oleh industri semikonduktor negara dan industri pertahanan - "mesin litografi automatik" dan "kamera langkah-dan-ulang".

Oleh itu, Xu Duanyi, seorang penolong jurulatih muda dari Guizhou, telah dilantik pada saat genting dan memikul tugas penting itu.

Universiti Tsinghua telah melengkapkan Xu Duanyi dengan pasukan penyelidikan dan pembangunan yang mantap. Selepas bangunan Jabatan Instrumen Kejituan Tsinghua siap dibina, sebuah kilang pemprosesan instrumen optik jitu (pangkalan ujian 9003) telah ditubuhkan di tingkat satu bangunan tersebut. Encik Shen Zhao berkhidmat sebagai pengarah jabatan dan pengarah kilang. Sekolah tersebut menugaskan seluruh pasukan kakitangan kejuruteraan dan teknikal kilang, termasuk ratusan pemasang yang berkemahiran tinggi dan pakar dalam jenis pemesinan jitu yang lain, kepada Xu Duanyi untuk penempatan bersepadu. Ia juga menugaskan sekumpulan pelajar sarjana muda yang menamatkan pengajian dari Universiti Tsinghua dan sekumpulan anggota tentera bersara yang berkelayakan tinggi untuk menyertai pasukan penyelidikan. Di samping itu, sekolah tersebut juga memindahkan beberapa guru dan pekerja teknikal yang terlibat dalam kawalan komputer dari unit lain. Pasukan pembangunan terdiri daripada ratusan orang dari lima jabatan di seluruh sekolah. Ia merupakan operasi berkumpulan berskala besar.

Oleh kerana teknologi pembuatan mesin fotolitografi terlalu kompleks dan sukar, "Jawatankuasa Penyelaras Paris" antarabangsa (Batumi) telah lama menyenaraikannya sebagai produk teknologi canggih dan mengenakan sekatan dan embargo ke atas China. Pada masa ini, China terasing daripada dunia luar dan mustahil untuk mendapatkan sebarang maklumat asing. Xu Duanyi mengetuai pasukannya untuk membangunkan peralatan baharu. Semua lukisan direka bentuk olehnya sendiri, dan semua bahagian diproses dan dikeluarkan di bengkelnya sendiri. Semuanya dimulakan dari awal.

Walaupun Xu Duanyi dan ahli pasukannya tidak pernah terlibat dalam penyelidikan, pembangunan dan pembuatan mesin fotolitografi pada masa lalu dan kekurangan pengetahuan dalam bidang ini, semua orang bekerja keras dan belajar sambil melakukannya, membuat kemajuan yang pesat. Apa yang patut dipuji ialah tiada bonus atau bayaran lebih masa pada masa itu, jadi semua ahli pasukan mengambil inisiatif untuk bekerja lebih masa dan bekerja keras siang dan malam.

Pasukan Xu Duanyi bermula dengan pembangunan laser gas helium-neon yang boleh distabilkan frekuensinya oleh interferometer mesin litografi. Kemudian, mereka mereka bentuk dan mengeluarkan rel panduan ketepatan, skru, bola, motor stepper, komputer untuk kawalan digital, sistem optik, objektif unjuran bukaan besar, dan sebagainya dengan sendirinya.

Under extremely difficult conditions, after more than a year of hard work, Xu Duanyi's team lived up to expectations and finally developed China's first photolithography machine and step-and-repeat camera in 1971, and put them into large-scale production for use by the national semiconductor industry. This achievement won the National Science and Technology Conference Award in 1978.

Membangunkan mesin fotolitografi pertama China pada tahun 1971

kamera ulangan langkah

Bermula pada tahun 1975, Xu Duanyi melabur dalam pembangunan "mesin litografi unjuran langkah demi langkah penjajaran automatik" dengan menggunakan kaedah litografi litar bersepadu secara langsung pada wafer semikonduktor. Pada tahun 1980, pasukan Xu Duanyi telah menyelesaikan pembangunan "mesin litografi unjuran langkah demi langkah penjajaran automatik" pertama di China, yang boleh memproses lebar garisan paling nipis iaitu 0.8 mikron. Ia mengisi jurang teknologi domestik dan telah dimasukkan ke dalam pengeluaran besar-besaran dan dihantar untuk digunakan. Ini merupakan mesin litografi generasi kedua China. Pencapaian ini memenangi hadiah pertama Anugerah Pencapaian Sains dan Teknologi Beijing yang pertama pada tahun 1981. Sehingga hari ini, hanya beberapa negara di dunia, seperti Amerika Syarikat dan Jepun, yang boleh mengeluarkan peralatan jenis ini.

Mesin litografi generasi kedua China

Pada tahun 1987, Kementerian Industri Elektronik telah menganjurkan penubuhan "Persatuan Industri Peralatan Khas Elektronik China" (CEPEA), iaitu persatuan industri perindustrian kebangsaan dengan keperibadian perundangan korporat yang diluluskan oleh kerajaan dan mempunyai lebih daripada 100 unit ahli di seluruh negara. Institut Kejuruteraan Mikro Universiti Tsinghua yang diketuai oleh Xu Duanyi merupakan satu-satunya unit yang mengkhusus dalam penyelidikan peralatan khas elektronik di kalangan kolej dan universiti di seluruh negara pada masa itu.

Xu Duanyi telah dipilih sebagai naib pengerusi Persatuan Industri Peralatan Khas Elektronik China, dan jabatan perniagaan unggulannya ialah Kementerian Industri dan Teknologi Maklumat.

Selepas penubuhan Persatuan Industri Peralatan Profesional Elektronik China, Xu Duanyi telah dijemput untuk memberi kuliah di pelbagai unit. Beliau telah mengadakan kursus latihan pendek mengenai teknologi pemesinan mikro optik di Universiti Tsinghua dan telah menyusun bahan pengajaran seperti "Prinsip Struktur dan Reka Bentuk Mesin Litografi Unjuran" dan "Teknologi Penjajaran dan Pemfokusan Automatik Fotoelektrik" untuk juruteknik semasa bekerja. Pada masa yang sama, beliau juga berkhidmat sebagai ahli lembaga editorial majalah "Peralatan Khas untuk Industri Elektronik".

Universiti Xu Duanyi Tsinghua mengadakan kursus latihan pendek mengenai teknologi pemesinan mikro optik

Industri peralatan khas industri elektronik China berkembang pesat dalam tempoh ini dan mempunyai kemudahan sokongan yang lengkap, yang jarang berlaku di negara lain.

On the basis of long-term research and development, Xu Duanyi led his team to actively carry out the development of a more advanced "step-by-step projection lithography machine".

Petunjuk reka bentuk mesin litografi baharu ini disasarkan ke peringkat antarabangsa tertinggi pada masa itu. Contohnya: luas cip maksimum yang boleh difotolitograf ialah 10×10 milimeter persegi, resolusi berkesan sebenar ialah 1.25 mikron, perjalanan meja kerja ialah 160×160 mm, dan wafer 4-6 inci boleh diproses.

Selepas mesin fotolitografi berjaya dibangunkan, tiga unit telah dikeluarkan pada masa yang sama. Antaranya, satu disimpan di Institut Kejuruteraan Mikro Tsinghua untuk penyelidikan eksperimen; dua lagi dibekalkan kepada Kilang 109 Akademi Sains China dan Kilang Peranti Semikonduktor Beijing untuk penilaian percubaan.

Encik Wang Shouwu dari Akademi Sains China telah menggunakan mesin fotolitografi ini untuk membangunkan pelbagai litar bersepadu berskala besar. Berbanding dengan proses tradisional, hasil telah meningkat secara purata sebanyak 27%.

Encik Wang Shouwu sangat menghargai kaedah baharu menambah filem pelindung pada topeng fotolitografi yang dicipta oleh Xu Duanyi, dan turut memperkenalkan sebuah syarikat Amerika untuk bekerjasama dengan pasukan Xu Duanyi dalam pengeluaran.

After this result was reported to the Ministry of Electronic Industry, the relevant leaders attached great importance to it and personally visited the test sites of Tsinghua University and the Chinese Academy of Sciences.

Pada Januari 1991, Kementerian Industri Elektronik dan Suruhanjaya Pendidikan Kebangsaan telah mengumpulkan pakar-pakar berwibawa domestik yang berkaitan dan menganjurkan mesyuarat penilaian berskala besar dan mesyuarat pertukaran teknikal di Universiti Tsinghua untuk menilai "mesin litografi unjuran langkah demi langkah penjajaran automatik" generasi ketiga yang dibangunkan oleh Xu Duanyi dan lain-lain dari Universiti Tsinghua. Mesyuarat penilaian telah dihoskan oleh para pemimpin Kementerian Industri Elektronik, dan Encik Wang Shouwu, seorang tokoh terkemuka dalam komuniti fizik Cina, berkhidmat sebagai ketua kumpulan pakar penilaian. Xu Duanyi memperkenalkan penyelidikan dan pembangunan mesin litografi Tsinghua pada mesyuarat tersebut.

Mesyuarat penilaian ini sangat besar dan meriah. Selain Lu Jinrong, pengarah Jabatan Peralatan Khas Kementerian Industri Elektronik dan pemimpin-pemimpin lain, pemimpin-pemimpin dari Kementerian Sains dan Teknologi dan Suruhanjaya Pendidikan Negara turut hadir. Ni Weidou, naib presiden eksekutif Tsinghua yang bertanggungjawab ke atas penyelidikan saintifik, bertanggungjawab ke atas majlis resepsi tersebut. Di samping itu, sekumpulan wakil daripada pengeluar peralatan khas pemprosesan semikonduktor dari seluruh negara turut serta.

Encik Wang Shouwu masih mengekalkan gaya uniknya yang biasa. Ucapannya ringkas dan tepat pada intinya, dan beliau hanya mengucapkan tiga ayat:

"Mesin litografi ini tidaklah teruk. Saya harap semua orang akan memberikan cadangan pengubahsuaian dengan serius. Unit pengguna harus mengambil bahagian secara aktif dalam pembangunan peralatan."

Jarang sekali mendapat penegasan sebegini daripada Encik Wang Shouwu.

Sebelum mesyuarat penilaian, Encik Wang memberikan Xu Duanyi senarai pakar dan meminta Universiti Tsinghua untuk secara rasmi menjemput pakar-pakar ini bagi membentuk pasukan penilaian. Di samping itu, beliau juga melantik sekumpulan kakitangan kejuruteraan dan teknikal daripada unit reka bentuk dan pembuatan peralatan serta pengeluaran peranti semikonduktor untuk bekerjasama dengan pemimpin Kementerian Industri Elektronik bagi menjalankan ujian di tapak mesin litografi dan menyerahkan data ujian kepada kumpulan pakar jawatankuasa penilaian untuk semakan.

Akhir sekali, Encik Wang Shouwu telah merangka pendapat penilaian berdasarkan data ini dan pendapat kumpulan pakar, dan secara peribadi membacakan keputusan penilaian di mesyuarat tersebut.

Xu Duanyi telah terlibat dalam peralatan khas untuk industri elektronik selama bertahun-tahun dan telah mengambil bahagian dalam pelbagai mesyuarat penilaian produk, tetapi tidak pernah mengalami proses penilaian yang begitu ketat dan serius.

Mesyuarat penilaian ini mempunyai peristiwa penting yang penting.

Oleh itu, Universiti Tsinghua telah menjadi satu-satunya unit di China yang boleh membangun dan menghasilkan mesin litografi mewah bertaraf dunia secara bebas.

Selepas lulus penilaian formal kebangsaan, "mesin litografi unjuran langkah demi langkah penjajaran automatik" generasi ketiga yang dibangunkan oleh pasukan Xu Duanyi dan kanta yang digunakan oleh mesin itu kedua-duanya memenangi "Anugerah Pencapaian Sains dan Teknologi Kebangsaan".

In March 1991, the Ministry of Electronics Industry decided to exhibit the machine at the "First National Industrial Enterprise Technological Progress Achievements Exhibition" hosted by the State Planning Commission. Therefore, the "automatic alignment step-by-step projection lithography machine" developed by Tsinghua University was placed in the main exhibition hall of the Beijing Exhibition Hall and displayed to Chinese and foreign audiences, domestic and foreign experts and media reporters.

Selepas "People's Daily" (edisi luar negara), "Beijing Daily", Beijing TV dan media lain melaporkan berita tersebut, ia telah menarik perhatian komuniti saintifik di pelbagai negara.

Pada hari ini, Xu Duanyi menerima panggilan daripada Pusat Pameran Beijing yang mengatakan bahawa mereka akan menerima kunjungan delegasi asing yang penting dan meminta Xu Duanyi untuk menerimanya secara peribadi.

Selepas Xu Duanyi tiba di dewan pameran utama Pusat Pameran Beijing tepat pada masanya, Encik Wang Shouwu mengiringi delegasi asing ke gerai Universiti Tsinghua untuk melawat mesin litografi unjuran automatik yang dibangunkan oleh Universiti Tsinghua, diiringi oleh ramai wartawan China dan asing.

Xu Duanyi tidak tahu siapa orang-orang ini, jadi dia tidak berani bertanya lagi. Dia dengan sopan menerima mereka untuk melawat mesin litografi, dan menjawab apa sahaja yang mereka tanya.

Pada masa ini, komuniti saintifik Cina langsung tidak mempunyai konsep "hak harta intelek", dan mereka tidak tahu bagaimana untuk menjaga kerahsiaan. Tidak kira apa yang orang tanya, mereka akan memberitahu semuanya.

Pada bulan Mac 1991, "mesin litografi unjuran langkah demi langkah penjajaran automatik" generasi ketiga yang dibangunkan oleh Universiti Tsinghua telah menyertai "Pameran Pencapaian Kemajuan Teknologi Perusahaan Perindustrian Kebangsaan Pertama" di Dewan Pameran Beijing. Gambar tersebut menunjukkan Xu Duanyi (tengah) memperkenalkan status penyelidikan dan pembangunan mesin litografi China kepada pakar-pakar yang menghadiri mesyuarat tersebut.

Pakar-pakar asing ini berjalan di sekitar mesin litografi, melihatnya dengan teliti, dan menanyakan soalan yang sangat profesional; beberapa pakar malah merangkak di atas tanah, berpaling ke belakang, dan melihat struktur dalaman mesin litografi dengan teliti.

Barulah Xu Duanyi mengetahui bahawa ahli delegasi ini semuanya pakar mesin fotolitografi dari Amerika Syarikat dan Jepun.

Apabila pakar-pakar dari Amerika Syarikat dan Jepun melihat dengan mata kepala mereka sendiri bahawa China telah membangunkan mesin fotolitografi bertaraf dunia secara bebas dengan hak harta intelek yang lengkap walaupun telah disekat dan dikenakan embargo di luar negara, mereka kagum dan juga berkata: "Tidak dapat dibayangkan!"

Tidak lama selepas pakar-pakar Amerika dan Jepun pergi, pakar fotolitografi dari negara lain turut tiba seorang demi seorang. Pada masa itu, hampir semua syarikat dan pengeluar asing terkenal yang menghasilkan mesin litografi menghantar orang ke Beijing untuk melawat dan memeriksa mesin litografi yang dibangunkan secara bebas oleh Universiti Tsinghua. Mereka semua melihat dengan teliti dan sangat mahir dalam bertanya soalan. Xu Duanyi menerima pakar-pakar asing ini dengan mesra dan menjawab pelbagai soalan yang ditimbulkan oleh mereka serta-merta. Pakar-pakar ini benar-benar yakin bahawa China telah membangunkan mesin litografi secara bebas dan dengan mesra menjemput Xu Duanyi untuk melawat mereka untuk pertukaran. Malangnya, di kalangan pelawat, tiada wakil daripada syarikat Belanda ASML (ASML), yang kemudiannya menjadi gergasi dalam industri mesin litografi dunia. Pada masa ini, syarikat ini belum lagi dilahirkan.

Tidak lama selepas pameran Beijing tamat dan pakar-pakar asing ini meninggalkan China dan pulang ke tanah air, "Jawatankuasa Penyelaras Paris" antarabangsa mengumumkan bahawa embargo ke atas eksport mesin litografi unjuran ke China akan ditarik balik. Amerika Syarikat dan Jepun, dua negara yang kebanyakannya menghasilkan "mesin litografi unjuran langkah demi langkah" di dunia pada masa itu, serentak mengumumkan bahawa mereka akan menarik balik larangan eksport ke China dan boleh mengeksport mesin litografi unjuran tersebut ke China pada harga yang lebih berpatutan. Pada masa yang sama, senjata ajaib yang sangat menggoda ditawarkan - "Mana-mana syarikat China yang membeli mesin litografi syarikat kami dialu-alukan untuk meminta pemimpinnya melawat syarikat kami. Tiket penerbangan pergi balik, penginapan hotel dan semua perbelanjaan perjalanan akan ditanggung oleh syarikat kami."

At this time, the country had just opened. The outside world was very exciting and very attractive to the leaders of Chinese companies. They all wanted to find an opportunity to go abroad to see, have fun and broaden their horizons.

As a result, many units that were originally planning to purchase the projection lithography machines produced by Tsinghua University changed their minds and called to say they no longer wanted them. Even Factory 109 of the Institute of Semiconductors of the Chinese Academy of Sciences, which had a long-term cooperative relationship with Tsinghua University, and other large units in Beijing, Shanghai, Tianjin, Wuxi and other places, all canceled their orders. The new automatic lithography machine developed and manufactured by Tsinghua University has no market, and it has lost its living space.

As a result, Xu Duanyi's team spent countless efforts to successfully develop the automatic lithography machine, an important and key equipment for the production and processing of chips, but it died. All the hard work and endless efforts over the years were all in vain.

Xu Duanyi, the scientist who presided over the development of China's first lithography machine, can no longer build another lithography machine. One can imagine his inner sorrow. In desperation, he had to say goodbye to the field of lithography machine research and development, and turned his attention to the emerging international optical disc research.

Sejak itu, pasukan Xu Duanyi di Universiti Tsinghua telah mencapai pencapaian yang luar biasa dalam bidang penyelidikan cakera optik. R&D dan pembuatan cakera optik China menerajui dunia, dengan pengeluaran, jualan dan jumlah eksport menduduki tempat pertama di dunia. China telah menduduki tempat di dunia dan mengagumkan dunia.

Xu Duanyi became one of the main founders of China's optical disc research field. He holds 67 Chinese patents and 2 U.S. patents. He has been invited to serve as chairman of international optical conferences many times, won the "National Invention Award", China's highest science and technology award, and was appointed chief scientist of national key basic research projects.

Selepas Universiti Tsinghua berhenti menghasilkan mesin litografi, keadaan menjadi lebih buruk. Mesin fotolitografi yang dihasilkan di luar negara telah masuk dengan pantas dan merampas pasaran China.

Now that China has "swung its sword from the palace" and given up on the research and development and manufacturing of lithography machines, foreign lithography machine production companies have no competitors, and the price of lithography machines has been rising all the way. Years later, automatic lithography machines became a rare commodity, and the price soared to hundreds of millions of dollars per unit, which was more expensive than a large airplane.

Not only is it expensive, developed countries also prohibit the sale of photolithography machines to China and only sell chips to China. Some countries have choked China on the supply of chip products, and China's semiconductor companies can only struggle in despair.

Seperti yang diramalkan oleh Xu Duanyi: "Mesin litografi masa hadapan mungkin mempunyai inovasi dan perkembangan teknologi yang utama."

Selepas pembangunan dan pembuatan mesin litografi di China terhenti, pembangunan mesin litografi di luar negara terus berkembang dan mencapai tahap yang baharu. Kini, cip yang dihasilkan oleh mesin litografi mewah yang dibangunkan oleh negara maju telah mencapai tahap nanometer.

Situasi ini sangat serius. Pemimpin yang mempunyai visi strategik dalam kalangan pemimpin kanan juga telah melihat masalah ini dan berharap Universiti Tsinghua akan menyambung semula penyelidikan dan pembangunan serta pembuatan mesin litografi automatik...

Pada masa ini, Xu Duanyi telah bersara dan ahli-ahli penting pasukannya telah berselerak. Bukan mudah untuk menyusun semula pasukan penyelidikan saintifik peringkat tinggi yang berkemampuan seperti dahulu!

Penafian: Artikel ini diterbitkan semula daripada "Literature and History World", yang menyokong perlindungan hak harta intelek. Sila nyatakan sumber asal dan pengarang semasa mencetak semula. Jika terdapat sebarang pelanggaran, sila hubungi kami untuk memadamkannya.

Nombor telefon syarikat: +86-0755-83044319
Faks/FAKS: +86-0755-83975897
E-mel: 1615456225@qq.com
SQ: 3518641314 Pengurus Li

QQ: 332496225 Pengurus Qiu

Alamat: Bilik 809, Bangunan C, Bangunan Teknologi Zhantao, No. 1079 Minzhi Avenue, Daerah Baharu Longhua, Shenzhen