中国集成电路:自主创新 在战争中培养“将军” - 全文

　　我国每年进口额最大的单项商品是什么?是石油吗?不是。是铁矿石?更不是。是芯片!是集成电路芯片!我国每年进口的集成电路芯片价值高达1200亿美元。放眼世界，集成电路作为信息产业的基础和核心，是国民经济和社会发展的战略性产业，在推动经济发展、社会进步、提高人民生活水平以及保障国家安全等方面发挥着重要作用。能否用自己的关键装备生产集成电路，已成为当前国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。

　　由于西方国家的技术封锁和国内较为薄弱的高科技产业基础，中国一直没有自己的集成电路制造关键装备，长期以来在国际竞争中缺少话语权，严重制约了我国集成电路产业的快速发展。2002年3月，上海微电子装备有限公司(简称SMEE)肩负起为我国集成电路产业发展研制关键装备——光刻机的历史使命，在上海浦东张江高科技园区这片创新的热土上诞生了。十年来，SMEE一步一个脚印，踏实地迈出了开发国产高端光刻设备坚实的步伐。

　　集成电路，通俗说就是“芯片”。随着信息社会的发展，手机、电脑、电视等各种电子移动终端都离不开集成电路。自从1958年世界上第一块集成电路问世以来，它的体积越来越小，性能越来越强大。特别是近20年来，几乎每隔两三年就有一代产品问世。要把一块体积小巧、功能强大的集成电路芯片制造出来，除了卓越的电路设计外，更离不开将设计图型转换成高性能芯片的制造设备，而其中最为关键的设备就是光刻机。在摩尔定律的推动下光刻机的精密程度已经以纳米为单位。

　　人们常说，制造一块芯片，其精细程度比在一根头发丝上“绣花”还要高。高端光刻机是集成电路装备中技术难度最高、价格最昂贵的关键设备，是精密光学、机械、控制和材料等先进科学技术和工程技术共同交叉融合的复杂大系统产物，它的研发过程及研发成果对集成电路产业和信息产业的发展具有极大的技术带动作用。

　　SMEE的工程师们打了个更形象的比方：用光刻机在硅片上刻电路，犹如两架波音747客机在以每小时1000公里的速度同步飞行时，它们可以同时在一颗小米粒上刻字!这正是高端光刻机工件台掩模台高速同步运动时所达到的纳米级同步精度。要制造出如此高精度的芯片，对光刻机本身的各项精度要求就更高，以重要零件镜片面形误差为例，必须在5纳米以内，相当于整个足球场的高低误差不超过0.5毫米。

　　
由于高端光刻机的系统多、技术复杂性强、专利壁垒多，如何使其研制过程能始终处于良好的受控状态，这是一个很大的难题。SMEE一方面努力学习并借鉴世界上大型复杂工程项目的管理案例，几年来始终不渝地坚持推进用系统工程管理思想和方法来组织推进光刻机项目实施，坚持用产品化、工程化思想来进行产品研发。另一方面高度重视知识产权战略的实施，组织力量研究竞争对手在相关领域内的核心专利、布局态势、技术路线、侵权风险等，将创新视为企业的生命和永恒的“发动机”，结合研发项目开展创新实践，有效运用创新方法体系解决了多项实际问题，正确定义创新的内涵和外延，重点聚焦集成创新和工程创新，将创新和合作、“拿来主义”有机结合，将尊重知识产权和“合理冲撞”有机结合，将“自己创新”和“自主创新”有机结合，努力突破竞争企业专利垄断的坚壁。

　　通过十年的“卧薪尝胆”，SMEE具备了高端光刻机的系统设计与集成测试的能力，掌握了光刻机多项核心关键技术并拥有了这一领域的多项自主知识产权，自主设计、制造和集成的国内首台高端投影光刻机样机于2007年问世，在全世界为数不多的光刻机厂商名录中十年来，SMEE已申请中国专利947项，其中大部分为发明专利。公司2008年被评为上海市专利工作示范企业;2009年被评为上海市知识产权示范企业;2010年被评为上海市首批创新型企业，被国家知识产权局评为第二批全国企事业知识产权示范创建单位;2011年被授予第十三届中国专利优秀奖。

　　专家之所以看好中国集成电路产业，还有一个更重要的因素是，它在我国发展战略性新兴产业的计划中，扮演着重要角色。随着技术的发展，许多相关领域都需要高精密的光刻机。从芯片封装，到高亮度半导体照明，再到平板显示器制造……可以说，光刻机技术越先进，其对其他相关领域的带动性越强，越是容易在这些领域开花结果。

　　微电子公司深谙“沿途下蛋”的道理，及时运用国家重大专项实施所掌握的关键技术，积极推进国产先进封装光刻机和其他用途光刻机产品开发，全力支持多个产业发展。例如在集成电路封装产业领域，针对国内生产线用户需求，及时开发了用于倒装焊凸点制备的、具有自主知识产权的先进封装凸点光刻机，提升了我国先进封装关键装备的技术能级，为改变我国先进封装光刻机完全依赖进口的局面奠定了良好基础。首台先进封装光刻机于2009年实现销售，在用户生产线运行至今，连续封装了几十万片硅片，得到了客户较高的评价和认同。目前该系列产品已形成批量销售，并实现了海外市场销售突破。

　　再如TFT平板显示器方面，尽管我国是制造大国，但其制造设备完全依赖进口。SMEE于2009年根据国内OLED平板显示器市场的发展趋势，并与国内多家平板显示器制造商合作，针对性地开发了2.5代、4.5代、5.5代国产AMOLED显示屏电路制造用的光刻机设备，部分产品已进入工艺线试用。随着高亮LED照明产业的快速发展，其相关技术的实现也需要靠光刻机技术进行支撑，SMEE首款高亮度LED照明用光刻机将于近期问世。

　　除了“沿途下蛋”，还要“化整为零”。SMEE在光刻机研制过程中努力将有市场需求的单元技术转化为产品，完成了光刻机超精密温度控制单元(TCU)和高精度温度控制产品(Chiller)的开发，并将这些产品直接为集成电路产业生产线服务。产品进入中芯国际上线试验测试情况良好，已被确定为合格供应商。此外，公司目前利用已经掌握技术成果研发完成了中高端双频激光干涉测量系统，应用于先进封装光刻机和OLED光刻机产品的配套，并实现了向国内其他领域用户的多台套销售。

　　光刻机人才既需要丰富雄厚的基础理论知识，又需要长时间积累的实际经验;既需要系统工程师，也需要高级技工等高水平的能工巧匠。SMEE始终将创新人才视为企业最宝贵的财富，坚持以自主培养为主，积极引进为辅的人才战略。由于光刻机项目实施的时间紧迫，现有人员没有时间“上军校”进行系统学习后再做光刻机。SMEE加强内部传帮带的各种培训，并把一些具备系统工程师和专业工程师潜质的好苗子推向第一线，给他们压担子锻炼，“在战争中学习战争，在战争中锤炼部队，在战争中选拔将军”。通过几年的工程化锤炼，一支光刻机核心团队已初具规模