В наши дни микросхемы проникли во все аспекты современной человеческой жизни, от самолетов, кораблей, спутников и ракет до мобильных телефонов и плееров Walkman в руках людей — все это неразрывно связано с микросхемами. В условиях, когда страны под руководством США подавляют Huawei, «литографическая машина» стала популярным поисковым запросом в интернете, и статей о литографических машинах становится невероятно много.

Реальная ситуация такова: Китай не только разработал фотолитографические машины мирового класса, но и самостоятельно разработал и произвел их, несмотря на внешние блокады и эмбарго, и обладает полными правами интеллектуальной собственности. Люди даже не знают, что разработка и производство китайских литографических машин тесно связаны с Сюй Дуаньи, ученым из провинции Гуйчжоу.

В 1955 году Сюй Дуаньи окончил среднюю школу № 1 в Гуйяне и с отличием поступил в университет Цинхуа. После окончания факультета точных приборов университета Цинхуа в 1961 году он остался преподавать в этом же университете. Во время «Культурной революции» большое количество преподавателей и сотрудников университета Цинхуа были направлены на фермы в окрестностях озера Поянхуа в провинции Цзянси. Под руководством «Рабочей пропагандистской группы» они «перевоспитывали свои умы» и учились выращивать рис у бедных и низших слоев населения. Сюй Дуаньи был среди них. В следующем году, когда Сюй Дуаньи, впервые ставший отцом, вернулся в свой родной город Гуйчжоу, чтобы навестить родственников, он привёз своего двухлетнего сына на ферму в Цзянси, где планировал обосноваться и стать фермером на всю оставшуюся жизнь. Поздно ночью из Пекина поступил экстренный звонок с приказом Сюй Дуаньи немедленно вернуться в Пекин, поскольку у него была важная миссия. Вернувшись в Пекин, Сюй Дуаньи узнал, что изначально он отвечал за разработку ключевого оборудования, срочно необходимого национальной полупроводниковой и оборонной промышленности, — «автоматической литографической машины» и «пошаговой камеры».

Поэтому в решающий момент был назначен молодой помощник тренера из провинции Гуйчжоу, Сюй Дуаньи, который взял на себя эту важную задачу.

Университет Цинхуа снабдил факультет Сюй Дуаньи сильной командой разработчиков. После завершения строительства здания факультета прецизионных приборов на первом этаже здания был создан цех по обработке прецизионных оптических приборов (испытательная база 9003). Директором факультета и завода был назначен г-н Шэнь Чжао. Для обеспечения единства команды факультета Сюй Дуаньи был направлен весь инженерно-технический персонал завода, включая сотни высококвалифицированных слесарей и мастеров других видов прецизионной обработки. Также в исследовательскую группу были включены студенты, окончившие университет Цинхуа, и группа высококвалифицированных отставных военнослужащих. Кроме того, из других подразделений были переведены несколько преподавателей и технических специалистов, занимающихся компьютерным управлением. В состав команды разработчиков входят сотни человек из пяти факультетов университета. Это масштабная групповая работа.

Из-за сложности и трудоемкости технологии производства фотолитографических машин международный «Парижский координационный комитет» (Батуми) давно включил их в список передовых технологий и ввел блокаду и эмбарго против Китая. В то время Китай был изолирован от внешнего мира, и получить какую-либо информацию из-за рубежа было невозможно. Сюй Дуаньи возглавил свою команду для разработки нового оборудования. Все чертежи были разработаны им самим, а все детали были обработаны и изготовлены в его собственной мастерской. Все начиналось с нуля.

Хотя Сюй Дуаньи и члены его команды никогда ранее не занимались исследованиями, разработкой и производством фотолитографических машин и не обладали необходимыми знаниями в этой области, все очень усердно работали и учились в процессе, добившись быстрого прогресса. Примечательно, что в то время не было никаких премий или оплаты за сверхурочную работу, поэтому все члены команды сами проявили инициативу и работали сверхурочно днем ​​и ночью.

Команда Сюй Дуаньи начала с разработки гелий-неоновых газовых лазеров, частотная стабилизация которых может осуществляться с помощью интерферометра литографической машины. Затем они самостоятельно спроектировали и изготовили прецизионные направляющие, винты, шарики, шаговые двигатели, компьютеры для цифрового управления, оптические системы, проекционные объективы с большой апертурой и т.д.

В чрезвычайно сложных условиях, после более чем года напряженной работы, команда Сюй Дуаньи оправдала ожидания и в 1971 году разработала первую в Китае фотолитографическую машину и пошаговую камеру, а затем запустила их в крупномасштабное производство для использования в национальной полупроводниковой промышленности. За это достижение в 1978 году команда была удостоена премии Национальной научно-технической конференции.

В 1971 году разработал первую в Китае машину для фотолитографии.

шаг повтор камеры

Начиная с 1975 года, Сюй Дуаньи инвестировал в разработку «автоматической пошаговой проекционной литографической машины» с использованием метода литографии интегральных схем непосредственно на полупроводниковых пластинах. В 1980 году команда Сюй Дуаньи завершила разработку первой в Китае «автоматической пошаговой проекционной литографической машины», способной обрабатывать линии толщиной до 0.8 микрон. Она заполнила пробел в отечественных технологиях, была запущена в серийное производство и введена в эксплуатацию. Это литографическая машина второго поколения в Китае. За это достижение в 1981 году она была удостоена первой премии Пекинской премии за научно-технические достижения. До сих пор лишь немногие страны мира, такие как США и Япония, могут производить подобное оборудование.

Китайская литографическая машина второго поколения

В 1987 году Министерство электронной промышленности организовало создание «Китайской ассоциации производителей специального электронного оборудования» (CEPEA), которая является национальной отраслевой ассоциацией с юридическим лицом, утвержденным государством, и насчитывает более 100 членов по всей стране. Институт микроинженерии Университета Цинхуа под руководством Сюй Дуаньи был единственным подразделением среди колледжей и университетов страны, специализирующимся на исследованиях в области специального электронного оборудования в то время.

Сюй Дуаньи был избран заместителем председателя Китайской ассоциации производителей специального электронного оборудования, а ее высшим коммерческим ведомством является Министерство промышленности и информационных технологий.

После создания Китайской ассоциации производителей профессионального электронного оборудования Сюй Дуаньи был приглашен читать лекции во многих организациях. Он провел краткий курс обучения по технологии оптической микрообработки в Университете Цинхуа и подготовил учебные материалы, такие как «Структурные принципы и проектирование проекционных литографических машин» и «Технология автоматической фотоэлектрической юстировки и фокусировки» для специалистов, работающих непосредственно на производстве. Одновременно он также является членом редакционной коллегии журнала «Специальное оборудование для электронной промышленности».

В университете Цинхуа имени Сюй Дуаньи был проведен краткий курс обучения по технологии оптической микрообработки.

В этот период в Китае стремительно развивалась отрасль производства специального оборудования для электронной промышленности, обладающая полным комплексом вспомогательных объектов, что является редкостью в других странах.

На основе многолетних исследований и разработок Сюй Дуаньи возглавил свою команду, которая активно занималась разработкой более совершенной "пошаговой проекционной литографической машины".

Конструктивные параметры этой новой литографической машины были ориентированы на самый высокий на тот момент международный уровень. Например: максимальная площадь обрабатываемого кристалла составляет 10×10 квадратных миллиметров, фактическое эффективное разрешение — 1.25 микрона, ход рабочего стола — 160×160 мм, а также возможность обработки пластин размером 4-6 дюймов.

После успешной разработки фотолитографической машины одновременно были запущены в производство три экземпляра. Один из них остался в Институте микроинженерии Цинхуа для экспериментальных исследований; два других предоставлены заводу № 109 Китайской академии наук и Пекинскому заводу полупроводниковых приборов для опытной эксплуатации.

Г-н Ван Шоуу из Китайской академии наук использовал эту фотолитографическую машину для разработки различных крупномасштабных интегральных схем. По сравнению с традиционными процессами, выход годных изделий увеличился в среднем на 27%.

Г-н Ван Шоуву высоко оценил новый метод нанесения защитной пленки на фотолитографическую маску, изобретенный Сюй Дуаньи, а также порекомендовал американскую компанию для сотрудничества с командой Сюй Дуаньи в производстве.

После того, как эти результаты были доведены до сведения Министерства электронной промышленности, соответствующие руководители придали им большое значение и лично посетили испытательные площадки Университета Цинхуа и Китайской академии наук.

В январе 1991 года Министерство электронной промышленности и Национальная комиссия по образованию созвали соответствующих авторитетных отечественных экспертов и организовали масштабное оценочное совещание и встречу по обмену техническим опытом в Университете Цинхуа для оценки разработанной Сюй Дуаньи и другими сотрудниками Университета Цинхуа «автоматической пошаговой проекционной литографической машины с автоматической юстировкой». Совещание проходило под руководством руководителей Министерства электронной промышленности, а г-н Ван Шоуу, видный деятель китайского физического сообщества, возглавил группу экспертов. На совещании Сюй Дуаньи представил результаты исследований и разработок литографических машин Университета Цинхуа.

Эта оценочная встреча была очень масштабной и торжественной. Помимо Лу Цзиньжуна, директора Департамента специального оборудования Министерства электронной промышленности, и других руководителей, на ней присутствовали также представители Министерства науки и технологий и Национальной комиссии по образованию. Ни Вэйдоу, исполнительный вице-президент Цинхуа, отвечающий за научные исследования, отвечал за прием. Кроме того, в мероприятии приняли участие представители производителей специального оборудования для обработки полупроводников со всей страны.

Господин Ван Шоуу по-прежнему сохранял свой обычный неповторимый стиль. Его речь была лаконичной и по существу, он произнес всего три предложения:

«Эта литографическая машина неплоха. Надеюсь, все серьезно отнесутся к предложениям по ее усовершенствованию. Пользователи должны активно участвовать в разработке оборудования».

Получить подобное подтверждение от господина Ван Шоуу — большая редкость.

Перед оценочным совещанием г-н Ван передал Сюй Дуаньи список экспертов и попросил Университет Цинхуа официально пригласить этих экспертов для формирования оценочной группы. Кроме того, он также назначил группу инженерно-технических специалистов из подразделений проектирования и производства оборудования и производства полупроводниковых приборов для совместной работы с руководителями Министерства электронной промышленности по проведению полевых испытаний литографической машины и предоставления данных испытаний экспертной группе оценочной комиссии для рассмотрения.

В заключение г-н Ван Шоуу подготовил оценочное заключение на основе этих данных и мнений экспертной группы и лично зачитал результаты оценки на совещании.

Сюй Дуаньи много лет работает в сфере производства специального оборудования для электронной промышленности и участвовал в различных совещаниях по оценке продукции, но никогда не сталкивался с таким строгим и серьезным процессом оценки.

Эта оценочная встреча имеет важнейшее значение.

Таким образом, Университет Цинхуа стал единственным подразделением в Китае, способным самостоятельно разрабатывать и производить высокотехнологичные литографические машины мирового класса.

После прохождения официальной национальной оценки разработанная командой Сюй Дуаньи машина для пошаговой проекционной литографии с автоматической юстировкой третьего поколения, а также линза, используемая в этой машине, были удостоены «Национальной премии за научно-технические достижения».

В марте 1991 года Министерство электронной промышленности приняло решение выставить машину на «Первой национальной выставке достижений технологического прогресса промышленных предприятий», организованной Государственной плановой комиссией. Таким образом, разработанная Университетом Цинхуа «автоматическая машина для пошаговой проекционной литографии с выравниванием» была размещена в главном выставочном зале Пекинского выставочного комплекса и представлена ​​китайской и зарубежной аудитории, отечественным и зарубежным экспертам и представителям СМИ.

После того, как об этом сообщили газеты «Жэньминь жибао» (зарубежное издание), «Пекинская жибао», Пекинское телевидение и другие СМИ, это привлекло внимание научного сообщества в различных странах.

В этот день Сюй Дуаньи получил звонок из Пекинского выставочного центра, в котором сообщалось о предстоящем визите важной иностранной делегации и просьбе лично встретить её.

После того как Сюй Дуаньи вовремя прибыл в главный выставочный зал Пекинского выставочного центра, г-н Ван Шоуу в сопровождении иностранной делегации посетил стенд Университета Цинхуа, чтобы осмотреть автоматическую проекционную литографическую машину, разработанную этим университетом, в сопровождении многочисленных китайских и зарубежных журналистов.

Сюй Дуаньи не знал, кто эти люди, поэтому не осмелился задать больше вопросов. Он вежливо пригласил их к литографическому станку и ответил на все их вопросы.

В то время китайское научное сообщество вообще не имело понятия «прав интеллектуальной собственности» и не знало, как сохранять конфиденциальность. Что бы ни спрашивали, они рассказывали всё.

В марте 1991 года разработанная университетом Цинхуа машина литографии третьего поколения с автоматической пошаговой проекцией и выравниванием была представлена ​​на «Первой национальной выставке достижений технологического прогресса промышленных предприятий» в выставочном зале Пекина. На фотографии изображен Сюй Дуаньи (в центре), представляющий экспертам, присутствовавшим на встрече, состояние исследований и разработок китайских литографических машин.

Эти иностранные специалисты обошли литографическую машину, внимательно ее осмотрели и задали весьма профессиональные вопросы; некоторые из них даже ползали по полу, поворачивались спиной и тщательно изучали внутреннее устройство литографической машины.

Только тогда Сюй Дуаньи узнал, что все члены этой делегации были экспертами по фотолитографическим машинам из США и Японии.

Когда эксперты из США и Японии воочию убедились, что Китай самостоятельно разработал фотолитографическую машину мирового класса с полными правами интеллектуальной собственности, несмотря на блокировку и эмбарго за рубежом, они были поражены и даже воскликнули: «Невероятно!»

Вскоре после отъезда американских и японских экспертов, один за другим прибыли специалисты по фотолитографии из других стран. В то время почти все известные зарубежные компании и производители литографических машин направляли своих представителей в Пекин для осмотра и изучения литографических машин, разработанных Университетом Цинхуа. Все они очень внимательно осматривали оборудование и задавали много вопросов. Сюй Дуаньи радушно принимал этих иностранных экспертов и отвечал на их вопросы прямо на месте. Эксперты были искренне убеждены в том, что Китай самостоятельно разработал литографические машины, и тепло пригласили Сюй Дуаньи посетить их для обмена опытом. К сожалению, среди посетителей не было представителя голландской компании ASML (ASML), которая впоследствии стала гигантом мировой индустрии литографических машин. В то время эта компания еще не существовала.

Вскоре после окончания пекинской выставки, когда иностранные эксперты покинули Китай и вернулись домой, международный «Парижский координационный комитет» объявил о снятии эмбарго на экспорт проекционных литографических машин в Китай. Соединенные Штаты и Япония, две страны, которые в то время были основными производителями «пошаговых проекционных литографических машин» в мире, одновременно объявили о снятии запрета на экспорт в Китай и возможности экспортировать такие машины по более выгодной цене. В то же время было предложено очень заманчивое «волшебное оружие»: «Любая китайская компания, которая приобретет литографические машины нашей компании, может пригласить своих руководителей посетить нашу компанию. Авиабилеты туда и обратно, проживание в гостинице и все транспортные расходы будут оплачены нашей компанией».

В то время страна только-только открылась для внешнего мира. Он был очень интересен и привлекателен для руководителей китайских компаний. Все они хотели найти возможность поехать за границу, чтобы увидеть мир, развлечься и расширить свой кругозор.

В результате многие предприятия, изначально планировавшие приобрести проекционные литографические машины производства Университета Цинхуа, передумали и сообщили, что больше в них не нуждаются. Даже Завод № 109 Института полупроводников Китайской академии наук, имевший давние партнерские отношения с Университетом Цинхуа, и другие крупные предприятия в Пекине, Шанхае, Тяньцзине, Уси и других городах отменили свои заказы. Новые автоматические литографические машины, разработанные и произведенные Университетом Цинхуа, не имеют рынка сбыта и потеряли свою нишу.

В результате команда Сюй Дуаньи приложила бесчисленные усилия для успешной разработки автоматической литографической машины — важного и ключевого оборудования для производства и обработки микросхем, — но она потерпела крах. Вся тяжелая работа и бесконечные усилия на протяжении многих лет оказались напрасными.

Сюй Дуаньи, ученый, руководивший разработкой первой в Китае литографической машины, больше не может создавать новые литографические машины. Можно представить его внутреннюю скорбь. В отчаянии ему пришлось попрощаться с областью исследований и разработок литографических машин и переключить свое внимание на развивающиеся международные исследования оптических дисков.

С тех пор команда Сюй Дуаньи из Университета Цинхуа добилась замечательных успехов в области исследований оптических дисков. Китай лидирует в мире по исследованиям, разработке и производству оптических дисков, занимая первое место в мире по объему производства, продаж и экспорта. Китай занял достойное место в мире и произвел впечатление на весь мир.

Сюй Дуаньи стал одним из главных основоположников исследований в области оптических дисков в Китае. Он является обладателем 67 китайских и 2 американских патентов. Его неоднократно приглашали на пост председателя международных оптических конференций, он был удостоен «Национальной премии за изобретения» — высшей награды Китая в области науки и техники, а также был назначен главным научным сотрудником ключевых национальных проектов фундаментальных исследований.

После того как университет Цинхуа прекратил производство литографических машин, ситуация резко ухудшилась. Зарубежные производители хлынули на китайский рынок фотолитографических машин, быстро захватив его.

Теперь, когда Китай «отказался от дворцовых дел» и прекратил исследования, разработки и производство литографических машин, у зарубежных компаний-производителей литографических машин не осталось конкурентов, и цены на них неуклонно растут. Спустя годы автоматические литографические машины стали редкостью, и цена за единицу взлетела до сотен миллионов долларов, что дороже, чем большой самолет.

Мало того, что это дорого, развитые страны также запрещают продажу фотолитографических машин в Китай и продают Китаю только микросхемы. Некоторые страны душат Китай поставками микросхем, и китайским компаниям-производителям полупроводников остается только отчаянно бороться за выживание.

Как и предсказывал Сюй Дуаньи: «В будущих литографических машинах могут произойти значительные технологические инновации и разработки».

После того, как разработка и производство литографических машин в Китае остановились, развитие литографических машин за рубежом продолжилось и достигло новых высот. Сейчас чипы, производимые высокотехнологичными литографическими машинами, разработанными в развитых странах, достигли нанометрового уровня.

Ситуация очень серьёзная. Руководители, обладающие стратегическим видением, также осознали проблему и надеются, что Университет Цинхуа возобновит исследования, разработки и производство автоматических литографических машин...

К этому времени Сюй Дуаньи уже вышел на пенсию, и ключевые члены его команды разъехались. Восстановить высококлассную научную исследовательскую группу, столь же компетентную, как тогда, было непросто!

Предупреждение: Данная статья воспроизведена из издания «Мир литературы и истории», которое поддерживает защиту прав интеллектуальной собственности. При перепечатке, пожалуйста, указывайте первоисточник и автора. В случае нарушения авторских прав, пожалуйста, свяжитесь с нами для удаления публикации.

Номер телефона компании: +86-0755-83044319
Факс: +86-0755-83975897
Почта: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 Менеджер Ли

QQ: 332496225 Менеджер Цю

Адрес: Комната 809, корпус C, технологический корпус Чжаньтао, проспект Миньчжи, 1079, новый район Лунхуа, Шэньчжэнь.