长期以来，全球光刻机市场被以“霸主”ASML（中文名称为阿斯麦尔） 为首的国外品牌垄断着，其中 2018 年全球光刻机市场上 ASML 的占率高达89%。如今，因为一家中国企业的异军突起，这一“蛋糕”的切分方式正悄然发生着变化。

这家后起之秀就是北京华卓精科科技股份有限公司，它由清华 IC 装备团队在清华大学及其下属“北京 - 清华工业技术研究院”和 02 专项的支持下创立， 其生产的光刻机双工件台，打破了 ASML 公司在光刻机工件台技术上的垄断， 成为世界上第二家掌握双工件台核心技术的公司。

胡海，正是华卓精科专门从事国产超精密机电装备关键技术研发的核心骨干，主要负责国产光刻机双工件台产品研发工作。近年来，胡海带领其团队， 解决了 350 多个双工件台集成与调试技术问题，完成 80 多个重大问题处理和解决、100 余项技术风险的关闭，并且作为主要发明人获得国内发明专利授权 3项，实用新型专利授权 3 项，成为光刻机国产化的“弄潮儿”。

敢于挑战不可能完成的任务

芯片被喻为信息时代的“发动机”，而光刻机就是制造“发动机”最核心的装备，每颗芯片的诞生，都要经过光刻技术的精雕细琢。

早在 2013 年，我国的芯片进口总值已超过石油成为第一大商品。芯片的广泛应用对社会生活的各个方面产生巨大影响，国民经济、国家安全也都系于小小芯片的方寸之间。要真正实现经济腾飞、大国崛起，我国必须摆脱在芯片上对外的高度依赖，而拦在通往芯片自主之路上的最大障碍就是以光刻机为代表的集成电路制造的高端装备。

光刻机，这个被周光召先生誉为新时代“两弹一星”的“神器”，以其极高的精度被业界看作是微细加工的“珠穆朗玛”。光刻机中最关键的两个子系统是超精密曝光光学系统和超精密工件台系统，它们分别代表了超精密光学和超精密机械的技术最高峰。光刻机的研制能力，不仅反映出一个国家的科技实力，也代表了一个国家的精密制造水平。

国外业界曾认为，中国人现在不能、未来也不可能造出如此高精密超复杂的光刻机设备。日本尼康株式会社的社长来中国访问时曾说过这么一句话：“光刻机光学系统虽然很难，我相信你们能够研制出来，但工件台恐怕就拿不下来了，因为这个系统太复杂了。”

为将设计图形制作到硅片上，并能在 2—3 平方厘米的方寸之间集成数十亿只晶体管，光刻机需要达到几十纳米甚至更高的图像分辨率。而光刻机核心部件之一的工件台，在高速运动下需达到 2 纳米的运动精度，在超精密机械制造与控制领域处于最尖端的地位，光刻机因此被喻为“超精密技术皇冠上的明珠”。

2 纳米这是什么概念？胡海告诉笔者，人的头发丝直径平均是 80 微米，2纳米相当于头发丝直径的四万分之一。而 2 纳米同步运动精度则可以这样想象：两架时速 1000 千米的飞机在任意时刻的飞行位置偏差不超过一个微米（头发丝直径的八十分之一）。如此极端的性能指标，使光刻机双工件台成为当之无愧的“精密机械之王”。

而这个不可能完成的任务就是胡海负责研发的双工件台，是光刻机核心子系统，也是光刻机国产化与产品化研发难度最高的子系统。

在双工件台产品化研发过程中，胡海作为双工件台的产品经理，面对一个个技术难题，带领团队、扎根一线，夜以继日地攻克了无数难关。他和团队长期扎根工件台产品研制现场，公司超净间俨然成了他的第二个“家”。

用工匠精神打造“大国重器”

工件台系统是光刻机的核心子系统，它的运行速度、加速度、系统稳定性和定位建立时间等，关系着光刻机的精度和生产效率。过去，光刻机只有一个工作台，所有流程都在其中完成。双工件台系统的诞生，让光刻机能在不改变步进扫描速度和加速度的状态下同时完成曝光和测量，提高约 35% 的工作效率。

在双工件台核心技术攻关过程中，胡海针对磁悬浮平面电机线圈设计、制造过程中的电机散热、毛细管焊接、冷却流道密封等技术瓶颈，带领研发团队主动放弃包括节假日在内的大量休息时间，通过数百次的迭代试验、测试，获得最优的电机密封胶配方与灌封工艺，解决了流道焊接后打压泄漏等工艺难题，为双工件台大推力、低发热磁悬浮平面电机制造提供了成熟的工艺路线与方法。

针对工件台微动部件的复杂结构的陶瓷骨架的烧结与超精密加工工艺，胡海创造性地提出分体烧结、组合加工的全新工艺路线，解决了复杂陶瓷结构件超精加工过程中的裂纹、破边、崩塌等工艺难题，成功研制出动力学特性好、精度高、成本较低的工件台微动台组件，为双工件台产品化奠定坚实的基础。

作为团队核心技术骨干，胡海还承担了浸没吸盘、超精密温控载片板等关键零部件的前期研发工作，创新性地提出 Hyper works-MATLAB 联合优化方法对 Encoder Block 进行优化设计，利用参数化建模、有限元技术、遗传算法等多目标优化方法，在保证质量目标和工艺约束的前提下，将 EncoderBlock 的模态大幅提高。

在“浸没双工件台平面光栅位置测量系统研制”项目中，胡海带领团队率先完成 430x430mm 激光直写光刻机设计、集成和调试，通过长达半年的客户端调试和性能优化，与客户一起完成大量工艺开发和设备改进，2017  年底顺利通过客户验收，完成了 430x320mm 大光栅的刻写，为大尺寸平面光栅的研制 奠定了基础。胡海的投入和付出，获得客户的高度认可，客户曾经不止一次说： “小胡啊，要是我们这里的人都有你这样的干劲，我们科研任务早完成了。”

胡海告诉笔者，光刻机双工件台的大行程高精度测量系统反射镜（方镜） 是国产光刻机的核心零部件，它严重制约着国产光刻机的研发和生产。方镜零件尺寸大，减重率高，光学表面加工精度高，制造困难，生产周期长。国外顶尖光学系统生产厂商的制作周期在两年左右，国内没有任何厂商和科研院所能够独立完成大行程高精度测量系统反射镜（方镜）生产，国内专业光学零部件加工企业看到图纸，都望而却步。

胡海在研制项目增多、研制周期短和技术难度增大的情况下，按照国产化要求，把集成创新、引进消化吸收再创新作为创新的重点和加快发展的重要途径。充分利用国内外一切资源，采用多种渠道引进关键技术、关键设备，开展了自主、联合等形式的创新活动。他和团队通过大量调研和数百次的工艺试验与摸索，将方镜的生产工艺逐级分解，针对国内相关企业技术能力制定工艺路线与工序步骤，有机地组织国内光学加工优势单位，采用各家所长，最终，探索出了一条适合方镜生产国产化的路子。

为了建立完善方镜国产化生产链，胡海曾经背着近百斤微晶玻璃半成品， 一连几个月在上海复旦大学先进光学加工中心、长沙国防科大光学加工中心、长春光机所（中科院超精密光学机械研究所）和大连化物所等光学制造中心之间穿梭，经过无数次的技术讨论和工艺实验，完成方镜轻量化技术、光学加工技术、光学镜面拼接技术和方镜测试评价技术的开发，完成方镜的试制，实现方镜国产化目标，填补我国在此领域的空白。

“传帮带”打造精英团队

在科研实验过程中，胡海还注重对科研技术人员的培养与扶持，给予他们极大的关注，平时给他们压担子、压任务，主动发挥“传帮带”的作用；鼓励他们常学习、勤钻研，支持他们考级考证，安排有条件、有基础的技术骨干参加各类培训，通过“走出去、请进来”的方式方法不断开拓他们的视野和思路，利用双休日进行全方位的培训工作，在业务领域给予科研人员技术上的最大支持。

由于团队个别员工接触的都是新系统、新软件，一时对新环境还摸不到思路，胡海就耐心地手把手教他们操作，细心讲解各种设备的操作方法，使他们很快掌握了新的处理方法和使用功能，投入到实际研发过程中，节省了时间、提高了效率。

通过大量精力与时间的投入，胡海带领其团队，解决了 350 多个双工件台集成与调试技术问题，特别是完成 80 多个重大问题处理和解决、100 余项技术风险的关闭，并且作为主要发明人获得国内发明专利授权 3 项，实用新型专利授权3 项。

胡海说，接下来，他们将站在新的起点上，秉承“创新驱动发展，科技引领未来”的理念，坚持不懈继续创新，做出更多世界顶尖的科研成果，继续为我国超精密机电装备的战略突破作出更大贡献。

榜样金句

作为一个劳动者，一定要尽职尽责，在力所能及的范围内贡献自己最大的能力。——胡海