大家都在搶著聊光刻機(jī)、聊芯片設(shè)計(jì)，偏偏有這么個(gè)牛人，放著日本頂級(jí)研究所的鐵飯碗不端，全球頂尖半導(dǎo)體巨頭出錢留他都不走，直接帶著一整支隊(duì)伍打包回國(guó)了。他盯上的不是什么大熱風(fēng)口，是半導(dǎo)體設(shè)備里藏得最深、所有人都繞不開的短板。

這位牛人叫達(dá)博，85后，甘肅隴南秦巴山區(qū)出來的，當(dāng)年是市里的應(yīng)屆高考狀元，考進(jìn)中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)物理系，一待就是9年。博士畢業(yè)去了日本國(guó)立材料研究所，也就是圈內(nèi)常說的NIMS。

一般人走終身教職通道，熬三五年才能拿到鐵飯碗，達(dá)博只用了一年，直接成了所里最年輕的終身研究員，打破了所里好幾個(gè)紀(jì)錄。入職頭一年開年會(huì)，他一天上兩次臺(tái)，先是做新人入職介紹，轉(zhuǎn)頭就憑成果拿了所里最高獎(jiǎng)理事長(zhǎng)賞。

當(dāng)時(shí)的所長(zhǎng)還當(dāng)場(chǎng)打趣，說這人一輩子能拿的獎(jiǎng)，入職頭一年就全拿完了。后來NIMS對(duì)外征集宣傳語(yǔ)，他提的“材料改變世界，我們創(chuàng)造材料”直接被選中沿用，這還是這家日本國(guó)家級(jí)機(jī)構(gòu)第一次用外籍學(xué)者提出的宣傳語(yǔ)。

泛林集團(tuán)是全球刻蝕設(shè)備領(lǐng)域的頂流，過去這些年一直給達(dá)博的實(shí)驗(yàn)室投錢合作。剛聽說達(dá)博要辭職，對(duì)方馬上開出條件，要給一筆無償捐贈(zèng)，就求他留下來把項(xiàng)目做完，達(dá)博想都沒想就拒絕了。

他這些年?duì)款^的，是泛林和NIMS的聯(lián)合項(xiàng)目，專門攻半導(dǎo)體設(shè)備里極端環(huán)境下用的核心材料和零部件，項(xiàng)目成果已經(jīng)用到了臺(tái)積電日本的3nm量產(chǎn)線上。很多人問他是做芯片設(shè)計(jì)還是造光刻機(jī)，其實(shí)都不是，他干的活兒比這兩樣更靠里，也更關(guān)鍵。

造先進(jìn)芯片要一整條產(chǎn)業(yè)鏈的設(shè)備，越往尖端走，決定勝負(fù)的越不是大家看得見的大件，而是藏在設(shè)備肚子里沒人提的材料零件。先進(jìn)制程里一丁點(diǎn)小問題，都能拖垮整臺(tái)設(shè)備，說是短板致死一點(diǎn)不夸張。

現(xiàn)在整個(gè)行業(yè)都奔著亞納米尺度去了，尺寸越小，隨機(jī)誤差越大，傳統(tǒng)方法根本搞不定。要在這么小的尺度上看得清看得準(zhǔn)，傳統(tǒng)光學(xué)有波長(zhǎng)限制，根本頂不住，只有電子束能搞定，電子束量檢測(cè)也就成了先進(jìn)制程繞不開的工具。

達(dá)博在這塊干了兩件挺顛覆認(rèn)知的事，頭一件就是重新定義了亞納米尺度的觀測(cè)方法。他從八竿子打不著的兩個(gè)領(lǐng)域借靈感，搞出了一套叫“白色電子”的方法。

這套方法把原來大家當(dāng)成噪聲直接扔掉的信號(hào)全撿回來利用，靠多次測(cè)量屏蔽掉背景干擾，連一兩個(gè)原子層厚的納米材料都能定量測(cè)出來，效率比傳統(tǒng)方法高了將近一百倍。

第二件更狠，直接開出了一個(gè)新的學(xué)科分支。原來電子束有個(gè)老大難問題，發(fā)射出來的電子里，真正能用的又細(xì)又直的少得可憐，常見的燈絲發(fā)射出來，差了快一百萬(wàn)倍。

以前大家都靠電場(chǎng)磁場(chǎng)約束電子，達(dá)博說那就像拿磁鐵攔四處飛濺的水花，費(fèi)勁還管不好。他換了個(gè)思路從材料下手，做出來一種圓柱對(duì)稱旋轉(zhuǎn)晶體，能像凸透鏡收光一樣收攏發(fā)散的電子。

按照理論估算，改完之后聚焦效率能接近百分之一，能用的束流比老辦法高幾萬(wàn)甚至十萬(wàn)倍。真要是走通了，并行電子束曝光機(jī)的效率說不定能超過現(xiàn)在的EUV，日本前任所長(zhǎng)直接評(píng)價(jià)，這成果的原創(chuàng)性和發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶差不多重要。

這么牛的成果，留在日本接著做不好嗎，多少人擠破頭都拿不到的待遇，為啥非要走？這事還真不是空喊口號(hào)，都是實(shí)打?qū)嵉目剂俊?/p>

早在2016年，達(dá)博就開始攢隊(duì)伍，把自己中科大的同門師兄弟一個(gè)個(gè)聚到NIMS，這次不是他一個(gè)人回國(guó)，是整支隊(duì)伍整建制一起回來。他說過，真能把中國(guó)半導(dǎo)體裝備的核心材料部件做到國(guó)際水平，這輩子的奮斗就值了。

還有家里的原因，他孩子今年8歲，從小在日本長(zhǎng)大，和中國(guó)文化的聯(lián)結(jié)一直很淺，他想讓孩子在厚一點(diǎn)的中國(guó)文化土壤里長(zhǎng)大，成為真正根在中國(guó)的人。

他還提到一個(gè)很少有人注意到的問題，現(xiàn)在優(yōu)秀的科研人員回國(guó)發(fā)展通路很順，但是優(yōu)秀的工程青年人才卻很少回來。科研人員靠論文獎(jiǎng)項(xiàng)就能被看見，工程人才的核心工作大多涉密不能公開發(fā)表，技術(shù)落地也要整個(gè)團(tuán)隊(duì)磨好幾年，周期太長(zhǎng)，很難出頭。

現(xiàn)在達(dá)博已經(jīng)加盟母校中科大工程科學(xué)學(xué)院當(dāng)講席教授，他要填的這個(gè)坑，說出來其實(shí)挺讓人感慨的。這些年咱們國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體整體進(jìn)步真的很大，刻蝕設(shè)備領(lǐng)域中微半導(dǎo)體、北方華創(chuàng)都已經(jīng)做出了很不錯(cuò)的成績(jī)。

可往設(shè)備底層挖，幾種關(guān)鍵的核心材料和零部件還是高度依賴日本進(jìn)口，高端電子束量檢測(cè)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)整機(jī)，基本還是一片空白。全球這塊的供應(yīng)鏈本來就高度集中在日本，不是咱們不想做，關(guān)鍵卡在驗(yàn)證環(huán)節(jié)。

半導(dǎo)體產(chǎn)線不可能停下來等你試新材料，一款新材料要進(jìn)量產(chǎn)，得先做成標(biāo)準(zhǔn)化部件，在和商用產(chǎn)線幾乎一樣的環(huán)境里測(cè)試打磨很久，才能被產(chǎn)線認(rèn)可。咱們國(guó)內(nèi)不缺實(shí)驗(yàn)室里的漂亮成果，缺的就是把單點(diǎn)成果變成量產(chǎn)能用的核心部件的工程能力，達(dá)博帶回來的正好是這套成熟的驗(yàn)證方法。

現(xiàn)在時(shí)間窗口也趕得巧，從2022年開始，電子束量檢測(cè)就開始從用了近二十年的熱場(chǎng)發(fā)射轉(zhuǎn)向冷場(chǎng)發(fā)射，冷場(chǎng)發(fā)射束流強(qiáng)檢測(cè)快，更適配先進(jìn)制程的需求。達(dá)博判斷，未來三到五年，冷場(chǎng)發(fā)射會(huì)先在研發(fā)和工藝導(dǎo)入環(huán)節(jié)鋪開，慢慢滲透進(jìn)量產(chǎn)。

更現(xiàn)實(shí)的情況是，咱們現(xiàn)在還沒有能用的EUV光刻量產(chǎn)線，先進(jìn)制程只能靠DUV多重曝光頂著，每多一道工序，芯片良率就往下掉一截，對(duì)電子束量檢測(cè)的覆蓋率要求比國(guó)際廠商還高。要是能拿出效率更高適配性更好的方案，正好能補(bǔ)上沒有EUV的窟窿，緩解良率的壓力。

現(xiàn)在達(dá)博的一部分隊(duì)員已經(jīng)先一步回國(guó)，圍著電子光學(xué)方向做工程化產(chǎn)業(yè)化，還參與了國(guó)內(nèi)相關(guān)平臺(tái)的建設(shè)，忙著把實(shí)驗(yàn)室成果往產(chǎn)線上搬。

大家都盯著光刻機(jī)、芯片設(shè)計(jì)這些流量大的熱門方向，卻很少有人注意到，真正卡住先進(jìn)制程脖子的，往往就是這些藏在設(shè)備最深處、沒幾個(gè)人能叫出名字的材料零件。達(dá)博放著人人羨慕的鐵飯碗不做，回來啃的就是這塊沒光環(huán)的硬骨頭。

亞納米世界的觀測(cè)規(guī)則，本來就在被重新改寫，達(dá)博回到自己出發(fā)的起點(diǎn)，就是要參與這次改寫。這支整建制回國(guó)的隊(duì)伍能不能從日本攥了幾十年的供應(yīng)鏈里撬開一道縫，現(xiàn)在還沒有定論，一切都要等產(chǎn)線上的真章說話。

參考資料：騰訊新聞DeepTech深科技《獨(dú)家丨他辭去海外終身職位、帶整建制團(tuán)隊(duì)回國(guó)，要攻下半導(dǎo)體最卡脖子的環(huán)節(jié)》，新浪科技相關(guān)報(bào)道