“光刻机是逼出来的。”寿子琪说,“从光刻机重大专项的实施,我们的体会是,要有开放的姿态,同时要有客观认识自我的心态。” 上海当时承接此项目,既有结构转型、创新驱动的内在动力,同时在实施过程中也秉承着开放创新和实事求是的原则。
同时,“集成”在微观层面也极具操作难度。
上微有个集成工程部,它的职责就是把关设备,把一个个小的系统集成成光刻机。“我们既是前锋又是守门员。前锋是要把产品性能调到最佳提供给客户,守门员就是堵住这样那样的问题。”上微集成工程部毛方林经理说,“我们面临最大的困难就是没有任何集成的经验借鉴,只能靠经验积累和摸索。”
光刻机就好像一个人,一个个子系统就如同人体的各种器官。首先,要有总体框架,每个“器官”大小尺寸必须系统设计,否则五花八门,大小不一,不合规范。其次,即使各个单位制造的“器官”都符合指标要求,但一装到系统就常常出现问题,这里还存在很多复杂因素。其中的集成经验要通过大量的工程演练才能形成。就如同人经常会发烧生病,有先天体质原因,这就是光刻机的性能指标;也有后天因素,这就要靠“医生”也就是集成部门去诊断,技术人员不仅要“验血检查”,还要告诉供应商真正的病根。
比如说,今天天气和温度变了,空气压力变了,设备的对焦就不准确了。“这需要我们仿真模拟,研究空气对哪些部件有影响”,毛方林说,“以前我们曾遇到一个问题,百思不得其解,花费一个月才解决。任何集成都是创新,在这个过程中我们经常遇到死胡同,往往是绝地反击,起死回生。”
从零出发,10年后,上微成为世界上继欧洲和日本3家公司之后的少数掌握了高端光刻机的系统设计与系统集成测试技术的高科技公司。90nm光刻机产品的研制和开发还在潜心前行。
“到现在,我们考虑的不是能否装一台光刻机,而是在于用多长时间装出来,关注的是集成的数量和效率,关注用户的需求、可操作性和可维护性等等。”毛方林说,以前一台先进封装光刻机设备要几年集成,后来是几个月集成,现在批量设备是一个月集成。
“从制造型国家到创新型国家转型,就必须实现能级的跃迁,抢占产业生态链的高端。”贺荣明说。
产业辐射:沿途下蛋与自我造血
2013年8月,在充分进行工艺测试的基础上,上微首台用于2.5代生产线的新型显示光刻机正式上线昆山的一家企业。
光刻机之所以被称为战略产品,除了技术难度高,还在于对相关核心高端制造领域有强大的产业辐射能力。上微就在新型显示产业开拓了一片新的疆土。
2008年底,上微敏锐地注意到,光刻机技术在OLED产业中将大有作为,决定啃下这块硬骨头。然而,开发新型OLED TFT光刻机单打独斗不可行。通过了解,上海大学“新型显示技术与应用集成教育部重点实验室”在新型OLED器件工艺研究方面做了很多探索,他们希望拥有先进设备进一步提升新工艺研发水平。
于是,双方一拍即合,迅速展开联合技术攻关。2009年,200×200新型显示光刻机的研制立为上海市科技攻关的重点项目。
2010年,SSB200/10 OLED研发光刻机生产出自主知识产权的1.6英寸OLED显示屏,将国产光刻设备用于平板显示领域,在国内实现零的突破。
同时这唯一的国产设备,也串起了上海大学已有的工艺生产线,使之为更多的国内企业提供OLED产线流片的工艺测试。更重要的是,在合作中,上微还收获了友谊和信任——国内4家新型显示领域的老大,都与上微开展了合作。
在重大专项的实施过程中,还成立了产业技术联盟,加强协同创新。“由企业提出创新目标,然后分解任务、配置资源,最后集成并修正任务。不仅体现了企业技术创新的主体地位,更能提高企业创新的管理能力。”寿子琪说。
上微将IC制造的光刻机技术衍生到其他领域,开发了如激光封装、激光退火等设备。公司将此类产品比喻为“类光刻机”,即将光刻技术用于其他新兴产业领域的工艺、开发相关设备,具有极大的产业应用价值。
研制光刻机过程中有个奇特的现象,那就是企业在完成国家战略任务的同时,基于市场需求和自身发展,通过自主创新,及时把关键技术辐射到相关领域,将阶段性成果转化为市场应用性项目,实现企业的自我造血。大家形象地称作这一产业化的过程为“沿途下蛋”。
除了新型显示领域,上微早在2004年开始探索先进封装光刻机的产业化发展之路。2012年,上微的封装光刻机走进了先进封装的重镇——台湾,更引起同行业竞争者的重视,逼着他们降低售价并效法改进设备性能。目前,上微已占据国内先进封装光刻机市场的80%,并迫使竞争对手降低产品价格1/3,动了国际先进封装设备市场的奶酪。
贺荣明将曾经崛起的我国女排战术——“高举高打,平拉开”应用于企业战略:技术高端切入,逼近世界水平,追高度;市场中端介入,形成产业规模,求宽度;拓展应用领域,伴随客户成长,筑厚度。
以光刻机为抓手,部件服从整机牵引,通过产品工程牵起责任链,并围绕产业链串联起工艺、材料、软件等创新链。这就是上微的成功之道。
以国家战略需求为导向,政府大胆决策,稳定支持,以企业为纽带,聚合产学研用创新资源,让市场成为配置科技资源的决定性力量,让企业成为技术创新的“主角”。这就是重大专项在光刻机研制中的创新实践。
“光刻机在国外有30多年的历史,我们抢跑用了10年,2002年我国与国际光刻机先进水平相差20年,现在差距已大为缩小。我们渐渐找到了感觉与方法,相信我们的加速度是越来越高的。”贺荣明有自己的中国梦,一是做出中国自己的光刻机,让全世界尊重中国的科技;二是为中国打造优秀创新团队。现在,梦想正照进现实。
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