在茫茫宇宙中蓄坏，一個類金屬合金宇宙探測器以超光速掠過董习，它由被強互作用力鎖死的質(zhì)子與中子構(gòu)成，因表面絕對光滑而可以反射一切電磁波周拐，并且無堅不摧……這是劉慈欣在科幻小說《三體》中提到的一種名叫“水滴”的宇宙飛行器铡俐。

事實上，人類對“絕對光滑”的追求也已經(jīng)從科學(xué)幻想轉(zhuǎn)變?yōu)閷嵺`，比如推動“集成電路變身革命”的超精密拋光技術(shù)审丘。像《三體》中描述的一樣吏够，當(dāng)前最為先進的化學(xué)機械拋光（chemical mechanical polishing，CMP）技術(shù)也已進入原子尺寸級嵌鳖。而當(dāng)電子工業(yè)強國爭相攀登或到達這一工藝巔峰之時织扰，我們卻還只能仰望。

現(xiàn)代電子工業(yè)及裂，超精密拋光是靈魂

物理拋光是上世紀(jì)80年代之前最為常用的拋光技術(shù)率肉，但是電子工業(yè)的高速發(fā)展對材料器件的尺寸、平整度提出越來越嚴(yán)苛的要求嘀矢。當(dāng)一塊毫米厚度的基片需要被制成幾十萬層的集成電路時剑三，傳統(tǒng)老舊的拋光工藝已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達到要求。

“以晶片制造為例昵例，拋光是整個工藝的最后一環(huán)矩汪，目的是改善晶片加工前一道工藝所留下的微小缺陷以獲得最佳的平行度÷囫桑”中科院國家納米科學(xué)中心研究院王奇博士向科技日報記者介紹昧甲。

今天的光電子信息產(chǎn)業(yè)水平，對作為光電子基片材料的藍(lán)寶石腿扒、單晶硅等材料的平行度要求越來越精密昼牛，已經(jīng)達到了納米級。這就意味著康聂，拋光工藝也已隨之進入納米級的超精密程度贰健。

超精密拋光工藝在現(xiàn)代制造業(yè)中有多重要，其應(yīng)用的領(lǐng)域能夠直接說明問題：集成電路制造恬汁、醫(yī)療器械伶椿、汽車配件、數(shù)碼配件氓侧、精密模具脊另、航空航天。

王奇說：“超精密拋光技術(shù)在現(xiàn)代電子工業(yè)中所要完成的使命约巷，不僅僅是平坦化不同的材料偎痛，而且要平坦化多層材料，使得幾毫米見方的硅片通過這種‘全局平坦化’形成上萬至百萬晶體管組成的超大規(guī)模集成電路独郎。例如人類發(fā)明的計算機從幾十噸變身為現(xiàn)在的幾百克踩麦，沒有超精密拋光不行，它是技術(shù)靈魂氓癌∥角”

核心技術(shù)被雪藏蛹拜，國內(nèi)需求受制于人

浙江晶盛機電股份有限公司是我國電子制造業(yè)追逐“全局平坦化”的開路先鋒之一，公司多年從事拋光工藝研發(fā)的技術(shù)主管孫明告訴記者：“如果把拋光工藝比作做煎餅贺坝，卡我們脖子的就是鍋慰颊，別人的鍋不粘鍋底，而我們做不到俘噩∪枵郏”

孫明所說的“鍋”就是拋光機的核心器件——“磨盤”。超精密拋光對拋光機中磨盤的材料構(gòu)成和技術(shù)要求近乎苛刻径卜，這種由特殊材料合成的鋼盤，不僅要滿足自動化操作的納米級精密度箫驻，更要具備精確的熱膨脹系數(shù)芽茄。

當(dāng)拋光機處在高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，如果熱膨脹作用導(dǎo)致磨盤的熱變形绍挤，基片的平面度和平行度就無法保證章神。而這種不能被允許發(fā)生的熱變形誤差不是幾毫米或幾微米，而是幾納米籽榕。

目前爷耀，美國日本等國際頂級的拋光工藝已經(jīng)可以滿足60英寸基片原材料的精密拋光要求（屬超大尺寸），他們據(jù)此掌控著超精密拋光工藝的核心技術(shù)拍皮，牢牢把握了全球市場的主動權(quán)歹叮。而事實上，把握住這項技術(shù)铆帽，也就在很大程度上掌控了電子制造業(yè)的發(fā)展咆耿。

孫明介紹，日本產(chǎn)拋光機的研磨盤均為定制爹橱，不進行批量生產(chǎn)萨螺，直接限制了他國仿制；王奇也告訴記者愧驱，美國的拋光設(shè)備銷往中國慰技，價格一般都在1000萬元以上，而且銷售訂單已經(jīng)排至2019年年底组砚，此前不接受任何訂單吻商。

“面對如此嚴(yán)密的技術(shù)封鎖，我們很急糟红，春秋時期诅鹰，魯班為人類發(fā)明石磨助力了農(nóng)耕文明，如今我們的電子工業(yè)進步卻再次被一種磨盤卡住了脖子流沦。但是再急笋骡，目前我們還得等絮商，要么等進口，要么自主研發(fā)叮盲∶拢”王奇說。

登頂技術(shù)巔峰只忿，求人不如求己

其實在超精密拋光領(lǐng)域內(nèi)菜涯，中國并非毫無建樹。作為一套技術(shù)要求極高的合成工藝禾膀，超精密化學(xué)機械拋光工藝精必須由設(shè)備和材料（拋光液）組成拣末，二者缺一不可。

2011年驹柴，王奇博士團隊研發(fā)的“二氧化鈰微球粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)及其制備技術(shù)”獲得中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會技術(shù)發(fā)明一等獎饼瓮，相關(guān)納米級粒度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)獲得國家計量器具許可和國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書。二氧化鈰新材料的超精密拋光生產(chǎn)試驗效果一舉趕超了國外傳統(tǒng)材料夹厌，填補了該領(lǐng)域空白豹爹。

但是王奇說：“這并不意味著我們已經(jīng)攀登到了這一領(lǐng)域的頂峰，對于整體工藝來說矛纹，只有拋光液而沒有超精密拋光機臂聋，我們最多還只是賣材料的』蚰希”

孫明認(rèn)為孩等，明確現(xiàn)代電子工業(yè)生產(chǎn)制造的具體要求，才能找準(zhǔn)攻克超精密拋光工藝的方向：“拋光工藝需要滿足目前電子工業(yè)制造的要求采够，可以概括為超精密瞎访、大尺寸。有了頂級的拋光材料僅僅是基礎(chǔ)吁恍，以此為基礎(chǔ)扒秸，我們還需要分兩步走，首先解決磨盤問題冀瓦，其次解決拋光面積擴大問題伴奥。”

孫明介紹秘舅，美國颂睛、日本拋光機磨盤的材料構(gòu)成和制作工藝一直是個謎。換言之猩烘，購買和使用他們的產(chǎn)品车咕，并不代表可以仿制甚至復(fù)制他們的產(chǎn)品，這是兩回事内会。

“用什么材料和工藝才能合成這種熱膨脹率低淹郎、耐磨度高衔侯、研磨面超精密的磨盤，是我們首先需要集中力量攻克的技術(shù)難題氛硬，這個問題一旦解決迈枪，60英寸拋光作業(yè)面也將不再是夢想。而這樣的核心技術(shù)田蔑，永遠(yuǎn)不能指望從別人手中獲得违酣，除了依靠自己，我們別無選擇紫磷∈苌叮”孫明說。

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