中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)尋求自主創(chuàng)新之路

我國(guó)每年進(jìn)口額最大的單項(xiàng)商品是什么?是石油嗎?不是。是鐵礦石?更不是。是芯片!是集成電路芯片!我國(guó)每年進(jìn)口的集成電路芯片價(jià)值高達(dá)1200億美元。放眼世界，集成電路作為信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，在推動(dòng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步、提高人民生活水平以及保障國(guó)家安全等方面發(fā)揮著重要作用。能否用自己的關(guān)鍵裝備生產(chǎn)集成電路，已成為當(dāng)前國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)和衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)現(xiàn)代化程度以及綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。

由于西方國(guó)家的技術(shù)封鎖和國(guó)內(nèi)較為薄弱的高科技產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，中國(guó)一直沒有自己的集成電路制造關(guān)鍵裝備，長(zhǎng)期以來(lái)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中缺少話語(yǔ)權(quán)，嚴(yán)重制約了我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

2002年3月，上海微電子裝備有限公司 (簡(jiǎn)稱SMEE)肩負(fù)起為我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展研制關(guān)鍵裝備——光刻機(jī)的歷史使命，在上海浦東張江高科技園區(qū)這片創(chuàng)新的熱土上誕生了。十年來(lái)， SMEE一步一個(gè)腳印，踏實(shí)地邁出了開發(fā)國(guó)產(chǎn)高端光刻設(shè)備堅(jiān)實(shí)的步伐。

集成電路，通俗說(shuō)就是 “芯片”。隨著信息社會(huì)的發(fā)展，手機(jī)、電腦、電視等各種電子移動(dòng)終端都離不開集成電路。自從1958年世界上第一塊集成電路問(wèn)世以來(lái)，它的體積越來(lái)越小，性能越來(lái)越強(qiáng)大。

特別是近20年來(lái)，幾乎每隔兩三年就有一代產(chǎn)品問(wèn)世。要把一塊體積小巧、功能強(qiáng)大的集成電路芯片制造出來(lái)，除了卓越的電路設(shè)計(jì)外，更離不開將設(shè)計(jì)圖型轉(zhuǎn)換成高性能芯片的制造設(shè)備，而其中最為關(guān)鍵的設(shè)備就是光刻機(jī)。在摩爾定律的推動(dòng)下光刻機(jī)的精密程度已經(jīng)以納米為單位。

人們常說(shuō)，制造一塊芯片，其精細(xì)程度比在一根頭發(fā)絲上 “繡花”還要高。高端光刻機(jī)是集成電路裝備中技術(shù)難度最高、價(jià)格最昂貴的關(guān)鍵設(shè)備，是精密光學(xué)、機(jī)械、控制和材料等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和工程技術(shù)共同交叉融合的復(fù)雜大系統(tǒng)產(chǎn)物，它的研發(fā)過(guò)程及研發(fā)成果對(duì)集成電路產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有極大的技術(shù)帶動(dòng)作用。

SMEE的工程師們打了個(gè)更形象的比方：用光刻機(jī)在硅片上刻電路，猶如兩架波音747客機(jī)在以每小時(shí)1000公里的速度同步飛行時(shí)，它們可以同時(shí)在一顆小米粒上刻字!這正是高端光刻機(jī)工件臺(tái)掩模臺(tái)高速同步運(yùn)動(dòng)時(shí)所達(dá)到的納米級(jí)同步精度。要制造出如此高精度的芯片，對(duì)光刻機(jī)本身的各項(xiàng)精度要求就更高，以重要零件鏡片面形誤差為例，必須在5納米以內(nèi)，相當(dāng)于整個(gè)足球場(chǎng)的高低誤差不超過(guò)0.5毫米。

由于高端光刻機(jī)的系統(tǒng)多、技術(shù)復(fù)雜性強(qiáng)、專利壁壘多，如何使其研制過(guò)程能始終處于良好的受控狀態(tài)，這是一個(gè)很大的難題。SMEE一方面努力學(xué)習(xí)并借鑒世界上大型復(fù)雜工程項(xiàng)目的管理案例，幾年來(lái)始終不渝地堅(jiān)持推進(jìn)用系統(tǒng)工程管理思想和方法來(lái)組織推進(jìn)光刻機(jī)項(xiàng)目實(shí)施，堅(jiān)持用產(chǎn)品化、工程化思想來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)。

另一方面高度重視知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略的實(shí)施，組織力量研究競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的核心專利、布局態(tài)勢(shì)、技術(shù)路線、侵權(quán)風(fēng)險(xiǎn)等，將創(chuàng)新視為企業(yè)的生命和永恒的“發(fā)動(dòng)機(jī)”，結(jié)合研發(fā)項(xiàng)目開展創(chuàng)新實(shí)踐，有效運(yùn)用創(chuàng)新方法體系解決了多項(xiàng)實(shí)際問(wèn)題，正確定義創(chuàng)新的內(nèi)涵和外延，重點(diǎn)聚焦集成創(chuàng)新和工程創(chuàng)新，將創(chuàng)新和合作、“拿來(lái)主義”有機(jī)結(jié)合，將尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)和 “合理沖撞”有機(jī)結(jié)合，將“自己創(chuàng)新”和“自主創(chuàng)新”有機(jī)結(jié)合，努力突破競(jìng)爭(zhēng)企業(yè)專利壟斷的堅(jiān)壁。

通過(guò)十年的“臥薪嘗膽”，SMEE 具備了高端光刻機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與集成測(cè)試的能力，掌握了光刻機(jī)多項(xiàng)核心關(guān)鍵技術(shù)并擁有了這一領(lǐng)域的多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，自主設(shè)計(jì)、制造和集成的國(guó)內(nèi)首臺(tái)高端投影光刻機(jī)樣機(jī)于2007年問(wèn)世，在全世界為數(shù)不多的光刻機(jī)廠商名錄中開始出現(xiàn)了SMEE的名字。

十年來(lái)，SMEE已申請(qǐng)中國(guó)專利 947項(xiàng)，其中大部分為發(fā)明專利。公司2008年被評(píng)為上海市專利工作示范企業(yè);2009年被評(píng)為上海市知識(shí)產(chǎn)權(quán)示范企業(yè);2010年被評(píng)為上海市首批創(chuàng)新型企業(yè)，被國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局評(píng)為第二批全國(guó)企事業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)示范創(chuàng)建單位;2011年被授予第十三屆中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。

專家之所以看好中國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)，還有一個(gè)更重要的因素是，它在我國(guó)發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的計(jì)劃中，扮演著重要角色。隨著技術(shù)的發(fā)展，許多相關(guān)領(lǐng)域都需要高精密的光刻機(jī)。從芯片封裝，到高亮度半導(dǎo)體照明，再到平板顯示器制造……可以說(shuō)，光刻機(jī)技術(shù)越先進(jìn)，其對(duì)其他相關(guān)領(lǐng)域的帶動(dòng)性越強(qiáng)，越是容易在這些領(lǐng)域開花結(jié)果。

微電子公司深諳 “沿途下蛋”的道理，及時(shí)運(yùn)用國(guó)家重大專項(xiàng)實(shí)施所掌握的關(guān)鍵技術(shù)，積極推進(jìn)國(guó)產(chǎn)先進(jìn)封裝光刻機(jī)和其他用途光刻機(jī)產(chǎn)品開發(fā)，全力支持多個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。例如在集成電路封裝產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，針對(duì)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)線用戶需求，及時(shí)開發(fā)了用于倒裝焊凸點(diǎn)制備的、具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)封裝凸點(diǎn)光刻機(jī)，提升了我國(guó)先進(jìn)封裝關(guān)鍵裝備的技術(shù)能級(jí)，為改變我國(guó)先進(jìn)封裝光刻機(jī)完全依賴進(jìn)口的局面奠定了良好基礎(chǔ)。

首臺(tái)先進(jìn)封裝光刻機(jī)于2009年實(shí)現(xiàn)銷售，在用戶生產(chǎn)線運(yùn)行至今，連續(xù)封裝了幾十萬(wàn)片硅片，得到了客戶較高的評(píng)價(jià)和認(rèn)同。目前該系列產(chǎn)品已形成批量銷售，并實(shí)現(xiàn)了海外市場(chǎng)銷售突破。

再如TFT平板顯示器方面，盡管我國(guó)是制造大國(guó)，但其制造設(shè)備完全依賴進(jìn)口。 SMEE于2009年根據(jù)國(guó)內(nèi)OLED平板顯示器市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，并與國(guó)內(nèi)多家平板顯示器制造商合作，針對(duì)性地開發(fā)了2.5代、 4.5代、 5.5代國(guó)產(chǎn)AMOLED顯示屏電路制造用的光刻機(jī)設(shè)備，部分產(chǎn)品已進(jìn)入工藝線試用。

隨著高亮LED照明產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，其相關(guān)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也需要靠光刻機(jī)技術(shù)進(jìn)行支撐， SMEE首款高亮度LED照明用光刻機(jī)將于近期問(wèn)世。

除了 “沿途下蛋”，還要 “化整為零”。 SMEE在光刻機(jī)研制過(guò)程中努力將有市場(chǎng)需求的單元技術(shù)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，完成了光刻機(jī)超精密溫度控制單元 (TCU)和高精度溫度控制產(chǎn)品 (Chiller)的開發(fā)，并將這些產(chǎn)品直接為集成電路產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)線服務(wù)。產(chǎn)品進(jìn)入中芯國(guó)際上線試驗(yàn)測(cè)試情況良好，已被確定為合格供應(yīng)商。

此外，公司目前利用已經(jīng)掌握技術(shù)成果研發(fā)完成了中高端雙頻激光干涉測(cè)量系統(tǒng)，應(yīng)用于先進(jìn)封裝光刻機(jī)和OLED光刻機(jī)產(chǎn)品的配套，并實(shí)現(xiàn)了向國(guó)內(nèi)其他領(lǐng)域用戶的多臺(tái)套銷售。[!--empirenews.page--]

光刻機(jī)人才既需要豐富雄厚的基礎(chǔ)理論知識(shí)，又需要長(zhǎng)時(shí)間積累的實(shí)際經(jīng)驗(yàn);既需要系統(tǒng)工程師，也需要高級(jí)技工等高水平的能工巧匠。SMEE始終將創(chuàng)新人才視為企業(yè)最寶貴的財(cái)富，堅(jiān)持以自主培養(yǎng)為主，積極引進(jìn)為輔的人才戰(zhàn)略。由于光刻機(jī)項(xiàng)目實(shí)施的時(shí)間緊迫，現(xiàn)有人員沒有時(shí)間 “上軍校”進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)習(xí)后再做光刻機(jī)。

SMEE加強(qiáng)內(nèi)部傳幫帶的各種培訓(xùn)，并把一些具備系統(tǒng)工程師和專業(yè)工程師潛質(zhì)的好苗子推向第一線，給他們壓擔(dān)子鍛煉，“在戰(zhàn)爭(zhēng)中學(xué)習(xí)戰(zhàn)爭(zhēng)，在戰(zhàn)爭(zhēng)中錘煉部隊(duì)，在戰(zhàn)爭(zhēng)中選拔將軍”。通過(guò)幾年的工程化錘煉，一支光刻機(jī)核心團(tuán)隊(duì)已初具規(guī)模。