严鹏：1970年代中国制造光刻机的一段往事

　　1970年代中国制造光刻机的一段往事

　　作者：严鹏

　　（华中师范大学中国工业文化研究中心副教授）

　　*文本摘自《资本品与部门创新：中国机床工具工业的演化（1949—2019）》，公众号获授权发布。

　　1975年，中国科学院半导体所的实验工厂109厂的工程师原锡铎设计了一套大面积光刻机图纸，并提请一机部仪器仪表工业局为其寻求合作伙伴。经过酝酿与协商，哈尔滨量具刃具厂于1977年承担了此项研制任务。当年2月，哈量的技术人员从北京带回109厂的光刻机图纸，4月，又邀请原锡铎到哈尔滨进行技术交流。原锡铎给哈量的技术人员介绍了半导体芯片的光刻工艺、国内外光刻设备的情况、光刻机图纸的一些细节要求以及电控系统框图等。

　　当年6月，哈量的技术人员崔鸿烈又去北京进行了光刻机的专项调研，参观了109厂半导体集成电路的生产线，亲眼看到了芯片的制作过程，听取了操作工人对光刻机的意见和建议。在这次调研中，崔鸿烈对上海劳动仪表厂生产的劳动牌光刻机、中科院半导体所自行研制的三点定位光刻机等设备做了一些测试和操作，搜集了大量技术资料。

　　1977年7月下旬，哈量第二技术科正式成立了由6人组成的光刻机研制小组，李立人为组长，负责光学系统设计，崔鸿烈负责机械部分的设计。经与109厂共同对光刻机方案进行论证，一致认为原光刻机图纸工作原理可行、技术指标先进，但零部件的工艺性不符合哈尔滨量具刃具厂的实际情况，光学系统不够理想，气动和电控系统只有框图等。最后，双方决定，取其原机的工作原理，进行机、光、电、气的修改和重新设计。接着，经省局介绍，哈量与阿城继电器厂取得了联系，确定了合作关系。至此，光刻机的设计工作全面展开，由109厂和哈量负责机械部分、气动部分的设计，哈量负责光学部分的设计，阿城继电器厂负责电控部分的设计，总体方案由109厂负责。

　　1978年8月，设计工作完成，该光刻机型号定为4901型大面积光刻机。这种精密设备在加工过程中自然会遇到很多困难，但都被哈量的职工一一克服了。例如，工艺人员利用照相技术，将复眼透镜的阵列图形复制到平板玻璃上，再按此图形粘合透镜，获得了很好的效果。再如，非球面聚光镜的制作，是老工艺人员大胆提出用线切割机按曲面坐标切出样板，用此样板精磨透镜及抛光，最终完成加工任务的。至于整个装配过程中的拆装次数，则多到难以统计。

　　1979年6月，该光刻机完成了机、光、电、气的联调工作，并通过了厂内鉴定。从1980年到1981年11月，试制样机由109厂进行了工艺验证，结果为最好使用曝光线宽为2微米，如果具备更好的工艺条件，其效果可能更好。该样机被正式定名为KHA75-1型大面积半自动光刻机，“75”的意思是该机可适用直径为75毫米硅片。

　　1981年11月30日至12月2日，一机部仪器仪表工业局和黑龙江省机械工业局联合组织了局级鉴定会，中科院学部委员王守武给予该机很高的评价，评委会认为该机在某些重要指标上已经达到当时日本佳能PLA500-F型光刻机的水平，建议哈量尽快组织批试生产。KHA75-1型大面积半自动光刻机可制作64千字节—256千字节集成电路芯片，哈量在1980年代共生产10台，供给109厂、邮电部研究所、沈阳47所、无锡江南有线电厂等单位。哈量制造光刻机的成功，是与用户联合研发的结果，由用户带来了新知识，又将扩展后的新知识反馈给用户，仍然延续了毛泽东时代的资本品部门创新机制。这种延续性，也体现了这一阶段改革的增量性。

　　不过，类似这种资本品部门与用户部门间的紧密联系，到1980年代末就几乎不存在了。哈量终究未能继续研制光刻机，一如109厂未能成长为大规模的芯片制造商。参与了光刻机设计的崔鸿烈只能这么说：“它（KHA75-1型光刻机）对我国大规模集成电路的发展起到了重大促进作用。据此，欧、美国家解除了5英寸大面积光刻机对我国的禁运密令，迎来我国大规模集成电路高速发展的新时代，我们可谓完成了这段历史使命。”

　　曾为三机部研制精密磨床的杭州机床厂老职工写道：“（三机部）在封锁时期没有办法，只有买我们的机床，开放以后仍然要继续进口，1982年我厂再来仿制HFS型平磨时，他们已经能够进口也就不要国产机床了。”这位老职工还指出1980年代出现了重视仿制机床而轻视自主设计的新风气，其表现为，仿制进口普通级磨床的产品，售价竟比自主设计的精密级磨床高很多，他认为，这样下去，“将来的新产品只能走‘仿制’的路，很难‘自行设计’了”。老人或许过于悲观了，但中国机床工具工业演化的轨道，在增量改革年代，已然出现了变更。

　　《资本品与部门创新：中国机床工具工业的演化（1949—2019）》，科学出版社