如今，芯片已经渗透到现代人类社会的方方面面，从飞机、轮船、卫星和火箭，到人们手中的手机和随身听，都离不开芯片。随着以美国为首的国家打压华为，“光刻机”成为网络热词，相关文章铺天盖地而来。

事实是：中国不仅研发出了世界一流的光刻机，而且是在外部封锁和禁运的情况下自主研发制造的，拥有完整的知识产权。人们甚至不知道，中国光刻机的研发制造与贵州科学家徐端义有着密切的联系。

1955年，徐端义从贵阳市第一中学毕业，以优异的成绩考入清华大学。1961年从清华大学精密仪器系毕业后，他留在母校任教。文化大革命期间，清华大学大批教职工被下放到江西鄱阳湖附近的农场。在“工作宣传队”的监督下，他们“改造思想”，向贫苦中下层农民学习种稻。徐端义就是其中之一。第二年，初为人父的徐端义回老家贵州探亲时，带着两岁的儿子来到江西的一个农场，打算在那里扎根，终生务农。一天深夜，他接到北京打来的紧急电话，命令徐端义立即返回北京，因为他有重要任务。回到北京后，徐端义得知他最初负责研发国家半导体产业和国防产业急需的关键设备——“自动光刻机”和“步进式相机”。

因此，在关键时刻，来自贵州的年轻助理教练徐端义被任命，承担了这项重要任务。

清华大学为徐端义配备了一支强大的研发团队。清华精密仪器系大楼建成后，在其一楼设立了精密光学仪器加工厂（9003试验基地），由沈钊先生担任系主任兼厂长。学校将工厂全部工程技术人员，包括数百名技术精湛的钳工和其他精密加工技师，统筹调配给徐端义负责。同时，学校还从清华大学抽调了一批本科毕业生和一批高素质的退役军人加入研发团队。此外，学校还从其他单位调派了数名从事计算机控制的教师和技术人员。这支研发团队汇集了来自全校五个系的数百人，是一支规模庞大的团队。

由于光刻机的制造技术过于复杂难懂，国际“巴黎协调委员会”（巴统）长期以来将其列为尖端技术产品，并对中国实施封锁和禁运。当时，中国与世隔绝，无法获取任何外国信息。徐端义带领团队研发新设备，所有图纸均由他本人设计，所有零件均在他自己的工作室加工制造，一切都是从零开始。

尽管徐端义和他的团队成员此前从未从事过光刻机的研发和制造，缺乏相关知识，但每个人都非常努力，边做边学，取得了快速进展。值得称赞的是，当时没有任何奖金或加班费，所以团队所有成员都主动加班，日夜辛勤工作。

徐端义团队从研发可利用光刻机干涉仪进行频率稳定的氦氖气体激光器入手，然后自主设计制造了精密导轨、螺杆、滚珠、步进电机、数字控制计算机、光学系统、大孔径投影物镜等。

在极其艰苦的条件下，徐端义的团队经过一年多的艰苦努力，最终于1971年研制出中国第一台光刻机和步进式相机，并投入大规模生产，供国家半导体产业使用。这一成果荣获1978年全国科学技术大会奖。

1971年研制出中国第一台光刻机

步进重复相机

自1975年起，徐端义开始投资研发“自动对准步进式投影光刻机”，采用直接在半导体晶圆上进行集成电路光刻的方法。1980年，徐端义团队完成了中国首台“自动对准步进式投影光刻机”的研制，该机可加工0.8微米的最小线宽，填补了国内技术空白，并投入量产使用。这是中国第二代光刻机。这一成果荣获1981年首届北京市科技成就奖一等奖。时至今日，世界上只有少数国家，如美国和日本，能够制造出此类设备。

中国第二代光刻机

1987年，电子工业部组织成立了“中国电子专用设备工业协会”（CEPEA），这是经国家批准具有法人资格的全国性行业协会，拥有100多个会员单位。当时，由徐端义领导的清华大学微工程研究所是全国高校中唯一专门从事电子专用设备研究的单位。

徐端义当选为中国电子专用设备工业协会副会长，其上级业务部门为工业和信息化部。

中国电子专业设备行业协会成立后，徐端义应邀在多个单位进行讲座。他还在清华大学举办了光学微加工技术短期培训班，并为在职技术人员编写了《投影光刻机结构原理与设计》、《光电自动对准与聚焦技术》等教材。同时，他还担任《电子工业专用设备》杂志的编委。

徐端义，清华大学举办了光学微加工技术短期培训班

在此期间，中国的电子工业专用设备产业发展迅速，并拥有完善的配套设施，这在其他国家很少见。

在长期研究和开发的基础上，徐端义带领他的团队积极开展了更先进的“一步投影光刻机”的研发工作。

The design indicators of this new lithography machine were aimed at the highest international level at that time. For example: the maximum chip area that can be photolithographed is 10×10 square millimeters, the actual effective resolution is 1.25 microns, the worktable travel is 160×160 mm, and 4-6 inch wafers can be processed.

光刻机研制成功后，同时投入生产三台。其中一台留置于清华大学微电子技术研究所用于实验研究；另外两台分别提供给中国科学院109工厂和北京半导体器件厂进行试用评估。

中国科学院的王守武先生利用这台光刻机开发了多种大规模集成电路。与传统工艺相比，良率平均提高了27%。

王守武先生非常赞赏徐端义发明的在光刻掩模上添加保护膜的新方法，并介绍了一家美国公司与徐端义团队合作进行生产。

该结果上报电子工业部后，有关领导高度重视，并亲自前往清华大学和中国科学院的测试现场考察。

1991年1月，电子工业部和国家教育委员会召集国内相关权威专家，在清华大学组织了一次大规模的评估会议和技术交流会，对清华大学徐端义等人研制的第三代“自动对准步进式投影光刻机”进行评估。评估会议由电子工业部领导主持，中国物理学界领军人物王守武先生担任评估专家组组长。徐端义在会上介绍了清华大学光刻机的研发情况。

这次评估会议规模盛大，除了电子工业部专用设备司司长陆金荣等领导外，科技部和国家教育委员会的领导也出席了会议。清华大学主管科研的常务副校长倪维斗负责接待工作。此外，来自全国各地的半导体加工专用设备厂商的代表也参加了会议。

王守武先生依然保持着他一贯的独特风格。他的演讲简洁明了，只说了三句话：

“这台光刻机还不错。希望大家认真提出改进建议。用户单位应积极参与设备研发。”

能得到王守武先生这样的肯定，实属难得。

在评估会议召开前，王先生向徐端义先生提供了一份专家名单，并要求清华大学正式邀请这些专家组成评估小组。此外，他还指定了一批来自设备设计制造和半导体器件生产部门的工程技术人员，与电子工业部领导合作，对光刻机进行现场测试，并将测试数据提交给评估委员会专家组进行审核。

最后，王守武先生根据这些数据和专家组的意见起草了一份评估意见，并在会议上亲自宣读了评估结果。

徐端义从事电子行业专用设备多年，参加过各种产品评审会议，但从未经历过如此严格、如此严肃的评审过程。

这次评估会议具有里程碑意义。

因此，清华大学已成为中国唯一能够独立研发和生产世界一流高端光刻机的单位。

徐端义团队研制的第三代“自动对准步进投影光刻机”及其所用镜头经过国家正式鉴定后，均荣获“国家科技成就奖”。

1991年3月，电子工业部决定将该机器送至国家计划委员会主办的“第一届全国工业企业技术进步成果展示会”展出。因此，清华大学研制的“自动对准步进式投影光刻机”被安置在北京展览馆主展厅，向国内外观众、国内外专家和媒体记者展示。

《人民日报》（海外版）、《北京日报》、北京电视台等媒体报道此事后，引起了各国科学界的关注。

当天，徐端义接到北京展览中心的电话，说他们将接待一个重要的外国代表团来访，请徐端义亲自接待。

徐端义准时抵达北京展览中心主展厅后，王守武先生陪同外国代表团前往清华大学展位参观了清华大学研制的自动投影光刻机，随行的还有许多中外记者。

徐端义不认识这些人，不敢多问，只是礼貌地接待他们参观光刻机，并回答了他们提出的所有问题。

当时，中国科学界根本没有“知识产权”的概念，也不懂得如何保守秘密。无论别人问什么，他们都会一股脑儿地告诉别人。

1991年3月，清华大学研制的第三代“自动对准步进式投影光刻机”参加了在北京展览馆举行的“第一届全国工业企业技术进步成果展览会”。图中，徐端义（中）正在向与会专家介绍我国光刻机的研发现状。

这些外国专家绕着光刻机走了一圈，非常仔细地观察，并提出了非常专业的问题；有些专家甚至爬到地上，翻到机器背面，仔细观察光刻机的内部结构。

直到那时，徐端义才知道，这个代表团的成员都是来自美国和日本的光刻机专家。

当美国和日本的专家亲眼看到中国在国外受到封锁和禁运的情况下，独立研发出拥有完全知识产权的世界级光刻机时，他们感到惊讶，甚至说：“不可思议！”

美国和日本专家离开后不久，其他国家的光刻技术专家也陆续到来。当时，几乎所有知名的国外光刻机生产企业和厂商都派人到北京参观考察清华大学自主研发的光刻机。他们都非常仔细地观察，也提出了很多问题。徐端义热情接待了这些外国专家，并当场解答了他们提出的各种问题。这些专家们对中国自主研发的光刻机表示了由衷的认可，并热情邀请徐端义访问交流。遗憾的是，来访者中没有后来成为世界光刻机巨头的荷兰ASML公司的代表。当时，这家公司尚未成立。

Shortly after the Beijing exhibition ended and these foreign experts left China and returned home, the international "Paris Coordinating Committee" announced that the embargo on the export of projection lithography machines to China would be lifted. The United States and Japan, the two countries that mainly produced "step-by-step projection lithography machines" in the world at the time, simultaneously announced that they would lift the export ban on China and could export such projection lithography machines to China at a more favorable price. At the same time, a very tempting magic weapon was offered - "Any Chinese company that purchases our company's lithography machines is welcome to have its leaders visit our company. The round-trip air tickets, hotel accommodation and all travel expenses will be borne by our company."

当时，中国刚刚对外开放。外面的世界对中国企业的领导者来说充满着无限的吸引力，令人兴奋不已。他们都渴望找到机会出国看看，体验生活，开阔眼界。

结果，许多原本计划购买清华大学生产的投影式光刻机的单位改变了主意，打电话表示不再需要。就连与清华大学有着长期合作关系的中国科学院半导体研究所109厂，以及北京、上海、天津、无锡等地的其他大型企业，也都取消了订单。清华大学自主研发生产的新型自动光刻机没有市场，失去了生存空间。

结果，徐端义的团队耗费了无数心血，成功研发出自动光刻机——芯片生产加工的重要关键设备——但最终却失败了。多年来的所有努力和心血都付诸东流。

主持研制出中国第一台光刻机的科学家徐端义，如今却再也无法制造出另一台光刻机了。可想而知，他内心有多么悲伤。无奈之下，他不得不告别光刻机研发领域，转而投身于新兴的国际光盘研究。

此后，徐端义领导的清华大学团队在光盘研究领域取得了举世瞩目的成就。中国的光盘研发和制造处于世界领先地位，产量、销量和出口量均位居世界第一。中国在世界光盘领域占据了一席之地，令世界瞩目。

徐端义是中国光盘研究领域的主要奠基人之一。他拥有67项中国专利和2项美国专利。他曾多次受邀担任国际光学会议主席，荣获中国最高科技奖——“国家发明奖”，并被任命为国家重点基础研究发展计划首席科学家。

清华大学停止生产光刻机后，情况急转直下。国外生产的光刻机蜂拥而至，迅速占领了中国市场。

如今，中国已“放弃对光刻机的研发和制造”，国外光刻机生产企业失去了竞争对手，光刻机的价格一路飙升。多年后，自动光刻机成为稀缺资源，单价飙升至数亿美元，比一架大型飞机还要贵。

不仅成本高昂，发达国家还禁止向中国出售光刻机，只向中国出售芯片。一些国家切断了中国芯片产品的供应，中国半导体企业只能在绝望中挣扎。

As Xu Duanyi predicted: "Future lithography machines may have major technological innovations and developments."

在中国光刻机研发和制造停滞之后，国外的光刻机研发却持续发展并取得了新的突破。如今，发达国家研发的高端光刻机所生产的芯片已经达到了纳米级水平。

情况非常严峻。高层领导中具有战略眼光的人也看到了这个问题，希望清华大学能够恢复自动光刻机的研发和生产……

当时徐端义已经退休，他团队的核心成员也分散各地。要重新组建一支像当年那样高水平的科研团队，并非易事！

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