精密事業(yè)

方方+王涵

蒸汽機(jī)作為一個現(xiàn)象級的神器，它的出現(xiàn)打開了人類步入工業(yè)文明的大門。它所提供的源源不斷的動力，極大地推動了現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。而鋼鐵作為那個時代的“磚和瓦”，造就了巍峨的現(xiàn)代工業(yè)社會大廈。如今，芯片已經(jīng)取代鋼鐵成為信息時代的基石，提供核心發(fā)展驅(qū)動力的蒸汽機(jī)也被制造芯片的高端裝備所取代。

早在2013年，我國的芯片進(jìn)口總值已超過石油成為第一大商品。芯片的廣泛應(yīng)用對社會生活的各個方面產(chǎn)生了巨大影響，國民經(jīng)濟(jì)、國家安全也都系于小小芯片的方寸之間。要真正實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)騰飛、大國崛起，我國必須擺脫在芯片上對外的高度依賴，而攔在通往芯片自主之路上的最大障礙就是以光刻機(jī)為代表的集成電路制造的高端裝備。

光刻機(jī)，這個被周光召先生譽(yù)為新時代“兩彈一星”的“神器”，以其極高的精度被業(yè)界看作是微細(xì)加工的“珠穆朗瑪”，是實(shí)現(xiàn)《中國制造2025》計(jì)劃“新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)”這一重點(diǎn)領(lǐng)域突破的大國重器。光刻機(jī)中最關(guān)鍵的兩個子系統(tǒng)是超精密曝光光學(xué)系統(tǒng)和超精密工件臺系統(tǒng)，它們分別代表了超精密光學(xué)和超精密機(jī)械的技術(shù)最高峰。光刻機(jī)的研制能力，不僅反映出一個國家的科技實(shí)力，也代表了一個國家的精密制造水平。

國外業(yè)界曾認(rèn)為，中國人現(xiàn)在不能、未來也不可能造出如此高精密超復(fù)雜的光刻機(jī)設(shè)備。日本尼康株式會社的社長來中國訪問時曾說過這么一句話：“光刻機(jī)光學(xué)系統(tǒng)雖然很難，我相信你們能夠研制出來，但工件臺恐怕就拿不下來了，因?yàn)檫@個系統(tǒng)太復(fù)雜了?！?/p>

然而，就是這么一個被公認(rèn)為“太復(fù)雜”而不可能被中國解決的科技難題，卻被清華大學(xué)朱煜教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)攻克了。在國家“十二五”科技創(chuàng)新成就展上，他們展出了自主研制的光刻機(jī)雙工件臺的核心模塊，即運(yùn)動定位模塊POMO，裝備這種模塊的雙工件臺系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)與掩模臺優(yōu)于2nm的同步運(yùn)動精度。

這是什么概念？人的頭發(fā)絲直徑平均是80微米.2納米相當(dāng)于頭發(fā)絲直徑的四萬分之一。而2納米同步運(yùn)動精度則可以這樣想象：兩架時速1000千米的飛機(jī)在任意時刻的飛行位置偏差不超過一個微米（頭發(fā)絲直徑的八十分之一）。

如此極端的性能指標(biāo)，使光刻機(jī)雙工件臺成為當(dāng)之無愧的“精密機(jī)械之王”。當(dāng)該成果被展出時，“王”背后的勇士們也走進(jìn)了公眾的視野。

以戰(zhàn)略眼光看問題

光刻機(jī)，是集成電路領(lǐng)域關(guān)鍵設(shè)備，是國家高科技戰(zhàn)略必爭之地。當(dāng)前，一臺最先進(jìn)的浸沒式雙工件臺光刻機(jī)售價高達(dá)1億美元！這種光刻機(jī)可被用于10nm及以下集成電路制造工藝節(jié)點(diǎn)。放眼全球，只有荷蘭ASML公司能夠生產(chǎn)出這樣的光刻機(jī)，而國內(nèi)光刻機(jī)中性能最好的樣機(jī)尚只能用于90nm工藝節(jié)點(diǎn)。

高昂的資金門檻，高精尖的技術(shù)瓶頸，將全世界的高端光刻機(jī)生產(chǎn)局限在非常有限的幾家企業(yè)之內(nèi)：而對于最新型的EUV光刻機(jī)，ASML更是完全壟斷了整個市場。如此一來，就算我國耗費(fèi)巨資來購買設(shè)備，應(yīng)用中也會受制于人。根據(jù)“瓦森納協(xié)定”，西方國家對中國銷售這類先進(jìn)裝備有著明確的限制：禁止將最先進(jìn)的光刻機(jī)賣給中國，禁止用他們出售的光刻機(jī)生產(chǎn)國防及航天等的核心器件。對于我國集成電路產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展來講，這個限制猶如巨人被卡住了咽喉。

此情此境之下.中國能不能攻克光刻機(jī).不僅意味著能否拔掉我國集成電路發(fā)展道路上的“在喉之鯁”，更意味著有沒有能力在超精密制造裝備方面達(dá)到世界頂尖水平。對于光刻機(jī)發(fā)展的戰(zhàn)略意義，朱煜十多年前就有了深刻地認(rèn)識和領(lǐng)會。早在2001年.朱煜參與了“十五”“863”IC裝備重大專項(xiàng)的規(guī)劃工作.作為該規(guī)劃方案的主要執(zhí)筆者.他從一開始就認(rèn)識到發(fā)展光刻機(jī)產(chǎn)業(yè)對于實(shí)施國家戰(zhàn)略的重要意義。2004年起.朱煜又參與了推動光刻機(jī)等高端集成電路制造裝備進(jìn)入國家科技重大專項(xiàng)的工作。2006年年初，《國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020）》發(fā)布.集成電路裝備正式被列入國家16個科技重大專項(xiàng)，業(yè)內(nèi)稱之為“02專項(xiàng)”。2006年11月2日，02專項(xiàng)實(shí)施方案編制專家組正式成立.朱煜擔(dān)任副組長，成為該專項(xiàng)實(shí)施方案的主要執(zhí)筆人。

幾年間，朱煜親歷了集成電路高端裝備提上國家戰(zhàn)略發(fā)展日程的過程，看到了國家層面的高度重視，也預(yù)見了這個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢頭。在他的科研生涯中，從宏觀戰(zhàn)略角度思考問題，已經(jīng)成為一種習(xí)慣。他義無反顧地選擇光刻機(jī)工件臺，究其原因，一是立足國家戰(zhàn)略需要：二是圓清華大學(xué)的光刻機(jī)夢。

從國家戰(zhàn)略需求的角度想，要做就做最需要的、也可能是最難的研究。工件臺是光刻機(jī)最重要的核心子系統(tǒng)，是最難啃的“硬骨頭”——即便強(qiáng)大如ASML，其一個新工件臺系統(tǒng)的研發(fā)都要耗費(fèi)十幾年的時間。

從圓夢的角度看，作為一個清華人，朱煜深深了解歷史上清華大學(xué)與中國光刻機(jī)研發(fā)之間的淵源。上世紀(jì)70年代，清華大學(xué)精儀系成功研制了“自動分步重復(fù)照相機(jī)”，也就是當(dāng)時的步進(jìn)光刻機(jī)。那時，當(dāng)今的半導(dǎo)體巨擘英特爾不過剛剛成立，現(xiàn)在的光刻機(jī)巨頭ASML還未創(chuàng)立，那臺“清華出品”讓中國足以自豪。然而，隨著國家放慢了對半導(dǎo)體工業(yè)支持的腳步，從20世紀(jì)70年代到21世紀(jì)初，在狂飆突進(jìn)的國際半導(dǎo)體行業(yè)，我國卻被遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在了后面，清華人真的黯然了。

“30多年了，歷史繞了個大圈兒，又回到了起點(diǎn)?！敝祆洗蛉さ卣f，“歷史給了清華一個機(jī)會，我們又從同一個起點(diǎn)出發(fā)了。讓我們來完成前輩們未競的事業(yè)吧！”

要啃下光刻機(jī)工件臺這根“硬骨頭”，光憑一腔熱血遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。光刻機(jī)工件臺所蘊(yùn)含的技術(shù)水平之高、系統(tǒng)之復(fù)雜，絕不是幾個人拼命干就能干出來的?！捌疵墒潜仨毜?，但更重要的是要選擇正確的技術(shù)路線，要構(gòu)建完備的技術(shù)體系?！敝祆先缡钦f。

從2001年開始，他一邊從事光刻機(jī)同步試驗(yàn)臺項(xiàng)目的研發(fā)工作，一邊抓緊光刻機(jī)工件臺技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的研究?！拔业谝淮慰吹降碾p工件臺是AsML的一段展示視頻”，初睹雙工件臺，即使只是視頻，朱煜也被深深震撼了?！拔蚁乱庾R地對自己說，這就是我想要做的，中國必須掌握這樣的尖端技術(shù)！”

彼時ASML雙工件臺光刻機(jī)剛剛上市，業(yè)內(nèi)部分資深人士嘲笑它“龐大、笨重、復(fù)雜、昂貴”。朱煜卻在第一時間注意到該技術(shù)的巨大潛力，全力開展研究工作。一年后，我國第一項(xiàng)雙工件臺專利誕生于清華園，由此開啟了中國光刻機(jī)研發(fā)道路上的雙工件臺時代。而朱煜在規(guī)劃中國光刻機(jī)工件臺技術(shù)路線的同時.結(jié)合當(dāng)時正在進(jìn)行的“光刻機(jī)工件臺同步試驗(yàn)臺項(xiàng)目”.前瞻性地提出了“氣浮、磁浮”“超精密測量”“超精密控制”等九大關(guān)鍵技術(shù)的工件臺技術(shù)架構(gòu)，并針對這些關(guān)鍵技術(shù)逐一布局進(jìn)行預(yù)研。這一布局為后續(xù)雙工件臺研發(fā)成功奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

確定了研究目標(biāo)，設(shè)定了技術(shù)路線，構(gòu)建了技術(shù)體系，在一般人看來，接下來要做的無外乎放手大干了，但在朱煜的腦中，工件臺攻關(guān)遠(yuǎn)不止這么簡單。他超前地認(rèn)為，作為光刻機(jī)這個超級復(fù)雜系統(tǒng)的一個核心子系統(tǒng)，工件臺的研發(fā)組織必須從整機(jī)的角度出發(fā)，如果組織不當(dāng)，即便雙工件臺研發(fā)成功，也難以真正滿足整機(jī)需求，最多不過是“擺在實(shí)驗(yàn)室的漂亮展品”。

然而，在雙工件臺項(xiàng)目上馬時，國家尚未啟動相應(yīng)的雙工件臺光刻機(jī)整機(jī)項(xiàng)目，整機(jī)單位為之奮斗的還是單工件臺光刻機(jī)?！氨仨氉屛覀冄邪l(fā)的雙工件臺為國產(chǎn)高端光刻機(jī)所用！”朱煜這樣要求自己。2008年雙工件臺項(xiàng)目啟動前，經(jīng)過認(rèn)真思考，他提出了項(xiàng)目內(nèi)設(shè)置整機(jī)用戶聯(lián)合研發(fā)課題，并進(jìn)行集成測試考核的模式。此后的6年研發(fā)中，整機(jī)與部件單位不斷磨合，最終確保了研發(fā)出的雙工件臺真正達(dá)到了光刻機(jī)整機(jī)嚴(yán)苛的技術(shù)要求。

對于朱煜，同行們給予了相當(dāng)高的評價：統(tǒng)觀全局，把雙工件臺研發(fā)這一戰(zhàn)役放在整機(jī)乃至國家戰(zhàn)略的高度去考慮；審時度勢，正確地制定了雙工件臺研發(fā)目標(biāo)：縝密運(yùn)籌.超前地構(gòu)造了雙工件臺的技術(shù)框架。他的這些選擇.將一個戰(zhàn)略決策者的作用發(fā)揮得恰如其分。

登上雙工件臺高峰

“十年磨一劍，百天一納米”，這條懸掛在實(shí)驗(yàn)室的橫幅或許能說明朱煜及其團(tuán)隊(duì)成員這些年的心路歷程。雙工件臺的研發(fā)道路漫長而坎坷，一路走來的艱辛和曲折，用“九九八十一難”來形容似乎也不為過。

說起困難，最難莫過于起步之難。2002年開始爭取工件臺研發(fā)項(xiàng)目的時候，除了朱煜自己，團(tuán)隊(duì)中沒有一個成員知道光刻機(jī)是什么，而競爭對手則是國內(nèi)多年從事光刻機(jī)研發(fā)的團(tuán)隊(duì)。朱煜知難而進(jìn)，一方面帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)大量閱讀國外的相關(guān)專利文獻(xiàn)：一方面結(jié)合自己和團(tuán)隊(duì)在超精密機(jī)械方面的研究基礎(chǔ)，晝夜奮戰(zhàn)，在很短的時間內(nèi)拿出了一套技術(shù)方案。由于合理運(yùn)用了各種先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)，這套方案在技術(shù)層面即使以現(xiàn)在的眼光來評判也很超前。憑借這一方案，朱煜獲得了工件臺研發(fā)道路上第一個“863”專項(xiàng)課題——“光刻機(jī)工件臺同步試驗(yàn)”，并在2004年研制出了中國第一個10納米同步精度的超精密運(yùn)動平臺。

同步試驗(yàn)臺的研制成功，極大地提振了朱煜和團(tuán)隊(duì)的信心，前途似乎一片光明。然而現(xiàn)實(shí)卻沒有想象中的美好，從2004到2008年，團(tuán)隊(duì)沒有再得到新的支持，研究幾度陷入停頓。絕境之中，朱煜沒有轉(zhuǎn)向其它可以申請到經(jīng)費(fèi)的新方向，而是選擇了艱難地堅(jiān)持，多方籌措經(jīng)費(fèi)繼續(xù)工件臺研發(fā)。在雙工件臺項(xiàng)目立項(xiàng)而經(jīng)費(fèi)沒有到位的時候，朱煜做出了旁觀者眼中近乎“瘋狂”的舉動，向?qū)W校借了700萬元，以保證研發(fā)進(jìn)度不中斷。

憑著圓夢光刻機(jī)的信念和執(zhí)著，他們在短短幾年中快速地推進(jìn)雙工件臺技術(shù)的預(yù)研，實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵的技術(shù)積累和重大的戰(zhàn)略布局——數(shù)十項(xiàng)雙工件臺專利、第一臺納米精度的三自由度微動臺、先進(jìn)陶瓷材料的成功應(yīng)用、第一臺可實(shí)現(xiàn)交換的縮尺雙工件臺驗(yàn)證系統(tǒng)等研究成果陸續(xù)產(chǎn)生。

2009年，東風(fēng)吹來，依靠前期的深厚技術(shù)積累，朱煜及其團(tuán)隊(duì)獲得了國家科技重大專項(xiàng)資助，爭取到了研制雙工件臺的機(jī)會。就在團(tuán)隊(duì)上下歡欣鼓舞，準(zhǔn)備大干快上的時候，一個意外的消息傳來了：光刻機(jī)巨頭ASML推出了新一代基于磁懸浮平面電機(jī)的雙工件臺產(chǎn)品。這是光刻機(jī)技術(shù)自2001年進(jìn)入雙工件臺時代后又一次重大變革！雖然團(tuán)隊(duì)在磁懸浮平面電機(jī)技術(shù)上早有布局，但看到新技術(shù)應(yīng)用如此迅猛，他們?nèi)匀桓械接行┐胧植患啊?/p>

“我們最初的計(jì)劃是做氣浮導(dǎo)軌式直線電機(jī)雙工件臺。”朱煜說。在該領(lǐng)域，他們已經(jīng)有了很好的基礎(chǔ)，可ASML已經(jīng)將最先進(jìn)的平面電機(jī)技術(shù)用于雙工件臺了。

彼時，朱煜面臨項(xiàng)目研發(fā)最重大的技術(shù)抉擇。

如果選擇平面電機(jī)新技術(shù)，團(tuán)隊(duì)所面臨的，是薄弱的技術(shù)基礎(chǔ)和巨大的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，畢竟ASML研制該技術(shù)也花費(fèi)了近8年的時間。更緊迫的是，同時期國內(nèi)另一支團(tuán)隊(duì)已經(jīng)全力以赴投入到傳統(tǒng)雙工件臺技術(shù)方案的研究中。如果這時采用激進(jìn)的技術(shù)方案，競爭失敗的可能性將大幅上升，團(tuán)隊(duì)的未來也將陷入混沌。

這是一個考驗(yàn)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)者智慧和魄力的時刻。為了避免“驗(yàn)收即過時”對國家資源造成浪費(fèi)，為了實(shí)現(xiàn)“跨越式發(fā)展”的戰(zhàn)略目標(biāo)，從2009年到2010年，朱煜帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)一面加緊平面電機(jī)技術(shù)的研發(fā)，一面組織團(tuán)隊(duì)核心骨干對兩種技術(shù)方案進(jìn)行反復(fù)對比和論證，最終決定：上馬平面電機(jī)！

選擇平面電機(jī)方案，意味著走上了一條更加崎嶇艱險(xiǎn)的研發(fā)道路。為了確保完成任務(wù)，朱煜選擇“小步快跑、多輪迭代”這一極為艱苦的技術(shù)路線。從2010年到2014年，朱煜帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)先后研制出平面電機(jī)推力實(shí)驗(yàn)裝置、單自由度平面電機(jī)運(yùn)動系統(tǒng)和三自由度平面電機(jī)運(yùn)動系統(tǒng)，掌握了平面電機(jī)原理技術(shù)：進(jìn)而在這一基礎(chǔ)上研制了平面電機(jī)單工件臺實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、平面電機(jī)雙工件臺工程樣機(jī)和最終的a樣機(jī)。其中，平面電機(jī)單工件臺實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)在低速下實(shí)現(xiàn)了全部精度指標(biāo)，工程樣機(jī)首次實(shí)現(xiàn)了基于平面電機(jī)驅(qū)動的雙臺交換，而a樣機(jī)則最終實(shí)現(xiàn)了全部性能指標(biāo)，有效實(shí)現(xiàn)了巨大技術(shù)跨越的工程目標(biāo)。

事實(shí)證明，“小步快跑、多輪迭代”的策略行之有效，但其需要團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)者具有敏銳的科研洞察力，需要團(tuán)隊(duì)成員能夠艱苦作戰(zhàn)打硬仗。萬一迭代過程中的某一輪次出現(xiàn)系統(tǒng)性問題，就將嚴(yán)重影響迭代速度甚至使之停滯。2010年，掩模臺的研發(fā)就遇到了這樣的問題。當(dāng)時，掩模臺的運(yùn)動控制精度一直徘徊在上百納米量級，參與調(diào)試的控制工程師絞盡腦汁也不能使之降低。隨著時間的流逝，人們的信心有些動搖。朱煜及時給大家“打了一劑強(qiáng)心針”。經(jīng)過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和調(diào)試過程的仔細(xì)分析，他堅(jiān)定地指出：現(xiàn)有的系統(tǒng)沒有問題，只要措施得當(dāng)，一定能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)期精度！他果斷地提出上馬“10nm工程”，調(diào)集了最精銳的教師、研究生、控制工程師和結(jié)構(gòu)工程師，對系統(tǒng)進(jìn)行“會診”。經(jīng)過兩個月的連續(xù)奮戰(zhàn)，系統(tǒng)精度終于由最初的上百納米改進(jìn)到十幾納米，這也讓團(tuán)隊(duì)找回了往日的自信，積累了提升運(yùn)動控制精度的系統(tǒng)方法。

無獨(dú)有偶，類似的情況在2014年再次出現(xiàn)。已經(jīng)進(jìn)入聯(lián)合調(diào)試半年多的a樣機(jī)始終不能實(shí)現(xiàn)預(yù)期性能指標(biāo)，調(diào)試組成員心急如焚卻苦無良策。就在一些骨干都面露絕望之色時，那塊橫幅高高懸掛起來了——“十年磨一劍，百天一納米”，這是激勵，也是挑戰(zhàn)。橫幅之下，朱煜的身影出現(xiàn)在調(diào)試第一線，最艱難的攻堅(jiān)戰(zhàn)開始了?！澳鞘且欢坞y忘的經(jīng)歷，我們集中了全部力量，調(diào)試的主力分成兩班，輪番上陣，基本是住到實(shí)驗(yàn)室里，晝夜無休！”朱煜回憶道。經(jīng)過數(shù)月的連續(xù)奮戰(zhàn)，中國第一臺基于平面電機(jī)技術(shù)的雙工件臺終于實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的精度指標(biāo)！

2014年9月至11月，工件臺a樣機(jī)在清華大學(xué)通過整機(jī)單位現(xiàn)場測試，掩模臺/硅片臺同步掃描指標(biāo)實(shí)測達(dá)到MA：2 2nm、MsD：4 7nm。2015年2月，雙工件臺a樣機(jī)完成了在整機(jī)單位專用測試平臺上的集成，并通過了全面測試。

2016年4月28日，“光刻機(jī)雙工件臺系統(tǒng)樣機(jī)研發(fā)”項(xiàng)目研制出的兩套a樣機(jī)通過了02專項(xiàng)實(shí)施管理辦公室組織的正式驗(yàn)收，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國際同類光刻機(jī)雙工件臺技術(shù)水平。項(xiàng)目完成專利申請231項(xiàng)，其中國際發(fā)明專利41項(xiàng)，已授權(quán)122項(xiàng)。

這次驗(yàn)收會，02專項(xiàng)實(shí)施管理辦公室組織了業(yè)內(nèi)最權(quán)威的專家出席評審。驗(yàn)收組專家一致認(rèn)為，該項(xiàng)目的完成，標(biāo)志著我國成為世界上少數(shù)幾個可自主研制光刻機(jī)雙工件臺這一超精密機(jī)械與測控技術(shù)領(lǐng)域最尖端系統(tǒng)的國家，顯著提升了我國在高端光刻機(jī)這一戰(zhàn)略高科技產(chǎn)品研發(fā)方面的競爭能力。這也是02專項(xiàng)核心任務(wù)光刻機(jī)項(xiàng)目群中目前第一個通過正式驗(yàn)收的項(xiàng)目，在02專項(xiàng)光刻機(jī)研制和我國超精密技術(shù)領(lǐng)域具有里程碑意義。

回首篳路藍(lán)縷的攻關(guān)路，朱煜誠懇地表示：“十幾年來，我們一直專注于光刻機(jī)雙工件臺研發(fā)。對我們這些從事精密技術(shù)研究者來說，一輩子能趕上這么一件事，實(shí)在是非常幸運(yùn)?！?/p>

做最卓越的產(chǎn)品

樣機(jī)研發(fā)成功了，面對紛至沓來的掌聲與稱贊，朱煜卻并未感到輕松，相反，壓在他心頭的大石更重了，那就是雙工件臺的產(chǎn)業(yè)化。身為02專項(xiàng)總體專家組光刻機(jī)組的組長，少有人比他更了解雙工件臺產(chǎn)業(yè)化的意義和難度?！叭绻央p工件臺產(chǎn)業(yè)化比作10分的話，那么現(xiàn)在的樣機(jī)只能算1分，我們僅僅是走完了從0到1的過程，后面的路更泥濘、更崎嶇?！敝祆线@樣評價。

“早在第一輪樣機(jī)的研制過程中我就注意到產(chǎn)業(yè)化的難度了”，朱煜說。做技術(shù)研發(fā)再難，他們也會迎頭而上。而令他們頭疼的是，國內(nèi)尚不具備匹配的工業(yè)支撐能力，購買性能滿足需求、能配套使用的電機(jī)、驅(qū)動器、傳感器、控制器等，均成為現(xiàn)實(shí)問題?！半m然我們已經(jīng)擁有了核心技術(shù)，但隨時可能被國外外圍配套非核心零部件廠商卡脖子。如此下去，將來如何才能實(shí)現(xiàn)光刻機(jī)雙工件臺產(chǎn)業(yè)化？”朱煜開始琢磨這個新問題。

要把一個高精尖的技術(shù)成果產(chǎn)業(yè)化，涉及的問題比科研本身更多。比如：如何形成穩(wěn)定的工具工裝來制造出性能一致的標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品？如何保證產(chǎn)品在“零件一單元一模塊一系統(tǒng)”過程中質(zhì)量可控7如何建設(shè)起從設(shè)計(jì)、制造、集成到產(chǎn)品測試等各階段縝密嚴(yán)格的測試技術(shù)？如何打造完整自主可控的供應(yīng)鏈體系……總而言之，產(chǎn)品化是在保證先進(jìn)性的基礎(chǔ)上，提供出成本可控、性能可靠、質(zhì)量穩(wěn)定、運(yùn)行安全、維護(hù)方便的產(chǎn)品，同時要求具有足夠的市場競爭力。

就光刻機(jī)雙工件臺而言，這樣一個龐大復(fù)雜的技術(shù)系統(tǒng)，對于國內(nèi)任何一家企業(yè)來說，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化都極具挑戰(zhàn)性。這也是朱煜團(tuán)隊(duì)決心親自實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的重要原因，因?yàn)闆]有人比他們更了解這項(xiàng)高精尖技術(shù)，以及技術(shù)背后的管控復(fù)雜性。

“必須創(chuàng)立一個專門的產(chǎn)業(yè)化平臺”，接下來的一年中，這個話題先后10多次被專項(xiàng)領(lǐng)導(dǎo)提起。朱煜也從最初的遲疑而日漸堅(jiān)定。2012年年底，在北京市和清華大學(xué)的支持下，北京華卓精科科技有限公司正式注冊成立。

作為第一個真正走進(jìn)中國唯一光刻機(jī)整機(jī)廠現(xiàn)場進(jìn)行國產(chǎn)部件樣機(jī)集成與測試的團(tuán)隊(duì)，朱煜和他的團(tuán)隊(duì)成員對產(chǎn)品化始終保持著學(xué)習(xí)的熱情。樣機(jī)調(diào)試時，他們會討論如何快速裝配，團(tuán)隊(duì)成員間如何默契配合，如何更快地解決調(diào)試過程中不斷涌出的各種技術(shù)與非技術(shù)現(xiàn)實(shí)問題等。在技術(shù)上，多渠道與整機(jī)方密切溝通，最終首次在整機(jī)單位現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)了雙工件臺與整機(jī)機(jī)架的聯(lián)合調(diào)試。在管理上，朱煜專門聘請專業(yè)咨詢公司指導(dǎo)構(gòu)建大項(xiàng)目管理體系與流程，派人到成熟企業(yè)學(xué)習(xí)管理經(jīng)驗(yàn)，包括質(zhì)量控制、生產(chǎn)管理、人力資源管理、供應(yīng)鏈管理……一切都在為生產(chǎn)平臺的搭建有條不紊地推進(jìn)著。

2015年1月，團(tuán)隊(duì)承擔(dān)的“45nm浸沒式光刻機(jī)雙工件臺系統(tǒng)樣機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)”通過了詳細(xì)設(shè)計(jì)評審，并獲得了較高評價：4月，華卓精科“65nmArF干式光刻機(jī)雙工件臺”通過整機(jī)詳細(xì)設(shè)計(jì)評審。至此，雙工件臺產(chǎn)品已具備投產(chǎn)條件。目前，65nm光刻機(jī)雙工件臺已獲得3臺訂單，合同金額超過1億元。

華卓精科發(fā)展蒸蒸日上，可回想創(chuàng)業(yè)初景，還是難免唏噓。盡管清華大學(xué)的產(chǎn)業(yè)孵化基金決定投入數(shù)百萬元，可還是撐不起華卓精科的底盤。出于對超精密事業(yè)的無限熱愛，朱煜和他的伙伴們——這群大學(xué)教師毅然放棄知識產(chǎn)權(quán)股份，湊出了幾百萬元現(xiàn)金，押上了他們的全部身家。

為什么？打開華卓精科的主頁，“至精至卓，至善至誠”8個字躍入眼簾，這就是華卓精科的態(tài)度。從命名開始，朱煜和他的團(tuán)隊(duì)就把誠意放在了“成為中國乃至全球最卓越的精密科技公司”上，這是他們對超精密事業(yè)最執(zhí)著的追求。而在02專項(xiàng)項(xiàng)目正式驗(yàn)收后，他們的目標(biāo)又開始升級：在“十三五”期間，完成28nm及以下節(jié)點(diǎn)浸沒式光刻機(jī)雙工件臺產(chǎn)品化開發(fā)并具備小批量供貨能力，為國產(chǎn)浸沒光刻機(jī)產(chǎn)品化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

“我首先是清華大學(xué)教授”

從一位國家戰(zhàn)略專家到一流大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人，再到高科技企業(yè)的首席科學(xué)家，朱煜的身份如層層包裹的洋蔥，但在多重身份的認(rèn)同中，他明確表示——“我首先是清華大學(xué)教授”。

朱煜并不是清華大學(xué)的“土著”。最初與清華結(jié)緣，還是在1999年。當(dāng)時的他是另一所大學(xué)的副教授，以訪問學(xué)者身份前來清華大學(xué)制造工程研究所工作。訪期結(jié)束后，又繼續(xù)留下開展博士后研究。由“客居”到“定居”，朱煜在清華園里逐漸扎根展葉，成為機(jī)械工程系名副其實(shí)的學(xué)術(shù)帶頭人。

朱煜帶領(lǐng)的IC制造裝備研究室是國家02重大專項(xiàng)項(xiàng)目“光刻機(jī)雙工件臺系統(tǒng)樣機(jī)研發(fā)”依托研究基地之一。在帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)完成重大科研任務(wù)的同時，他籌建了“清華大學(xué)IC制造裝備精密機(jī)械與測控研究基地”，開辟了以IC制造裝備為主導(dǎo)的全新學(xué)術(shù)方向。從2008年起，他又逐漸建立了一支由教師、研究生和社會招聘的專職科研人員組成的接近百人的研究團(tuán)隊(duì)。2012年，團(tuán)隊(duì)入選科技部首批重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)：2013年，被清華大學(xué)列為綜合體制改革僅有的兩支校級團(tuán)隊(duì)試點(diǎn)之一。

為了學(xué)科的可持續(xù)發(fā)展，朱煜在清華大學(xué)建成了500平米凈化實(shí)驗(yàn)室和200平米制造基地，并將三坐標(biāo)機(jī)、激光校準(zhǔn)儀等一系列高端精密設(shè)備引入其中，形成了優(yōu)異的研究條件。團(tuán)隊(duì)中一些到MIT參觀過的學(xué)生回來自豪地說：“MIT很多實(shí)驗(yàn)室的設(shè)施還趕不上我們哩！”。這一切，為將來進(jìn)一步建設(shè)具有國際水平的超精密機(jī)械研發(fā)平臺奠定了良好的基礎(chǔ)。

雖然開創(chuàng)了超精密測控研究方向，搭建了一流的研究平臺，但朱煜并未滿足，他希望其所從事的超精密研究不僅應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)，而要服務(wù)于更多重要的國民經(jīng)濟(jì)和基礎(chǔ)研究領(lǐng)域。在他的主持下，超精密測控在多個相關(guān)前沿方向的研究不斷拓展，向更為廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域開枝散葉。

在研究生培養(yǎng)上，朱煜極為注重創(chuàng)新水平。他堅(jiān)持認(rèn)為，應(yīng)該讓學(xué)生在一個高水平的交叉學(xué)科研究平臺上充分發(fā)揮創(chuàng)新能力，做出有價值的創(chuàng)新成果，從而達(dá)到培養(yǎng)創(chuàng)新性人才的目的。

“工程學(xué)科的研究生必須深入了解工程背景，從中提煉出工程問題，尋找創(chuàng)新研究方向?！敝祆蠈τ谘芯可囵B(yǎng)有著自己的思考，“但是，如果囿于現(xiàn)實(shí)工程背景而過度關(guān)注當(dāng)下的工程問題，把精力過多地投入到直接解決問題上去，就會導(dǎo)致研究成果過分工程化，從而降低學(xué)術(shù)創(chuàng)新水平。”他解釋道。尤其在博士生培養(yǎng)上，他的標(biāo)準(zhǔn)更加明確：“博士生應(yīng)該從工程背景中提煉出未來的工程需求，進(jìn)而在最難滿足的工程需求中找到創(chuàng)新突破的方向，注重機(jī)理機(jī)制的揭示與問題解決方法的建立，使之更具有基礎(chǔ)性和一般性，這是學(xué)術(shù)創(chuàng)新的核心?！?/p>

每一次的周例會和學(xué)術(shù)報(bào)告會，朱煜的點(diǎn)評都是他麾下研究生們的期待。有時某個同學(xué)被點(diǎn)評得少了，會后還會專門找他，希望能得到更多的建議。如此錘打鍛造的學(xué)生，經(jīng)得多、看得多，知識與經(jīng)驗(yàn)積累厚實(shí)，廣受用人單位青睞。迄今為止，朱煜先后培養(yǎng)博士、碩士數(shù)+名，大多進(jìn)入國內(nèi)外知名電子制造裝備企業(yè)，成為技術(shù)中堅(jiān)力量。

在朱煜心里，為學(xué)生培養(yǎng)和學(xué)科建設(shè)做再多的事情，都是他身為“清華大學(xué)教授”的本分。他不僅堅(jiān)持為本科生、研究生授課，還應(yīng)邀在全校研究生素質(zhì)拓展課上講述如何進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新與學(xué)術(shù)創(chuàng)新，并積極參加到清華大學(xué)的招生宣講工作中去，向中學(xué)生講述學(xué)科前沿與專業(yè)發(fā)展，引導(dǎo)優(yōu)秀學(xué)生做出正確的專業(yè)選擇。

采訪側(cè)記：“陀螺人”朱煜

“我就是一個陀螺，一旦停下來就會倒下。不停，就可以一直高速旋轉(zhuǎn)。”朱煜這么形容自己的狀態(tài)。

自1999年單槍匹馬到了清華大學(xué)，長達(dá)5年時間里，朱煜與妻兒分居南北，除了春節(jié)，他的周末和節(jié)假日幾乎都是在實(shí)驗(yàn)室度過。早上8點(diǎn)，朱煜一定已在實(shí)驗(yàn)室，晚上11點(diǎn)系館閉館時才離開。午飯和晚飯?jiān)谑程媒鉀Q，騎車來回，吃飯速度極快；如果在家吃完，他總是將幾次的碗筷積攢到一起再洗，典型的單身漢生活。

就在工作出現(xiàn)起色的時候，非典降臨北京，清華大學(xué)封校。期間，學(xué)生們無法進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)，為保證工作不停頓，朱煜獨(dú)力支撐，就連跑海關(guān)和外匯局之類瑣事也得親力親為。實(shí)在忙不過來的他，索性在實(shí)驗(yàn)室囤了方便面來打發(fā)三餐。身體透支之下，2004年起，他患上了嚴(yán)重的蕁麻疹，長期服藥，并經(jīng)常性口腔潰瘍。

有一段心靈雞湯這樣說：“健康是1，其它都是0，沒有了健康，加再多0也沒用?！睂Υ?，朱煜卻另有看法。在他看來，人不應(yīng)一味追求絕對的健康，努力做出更多對社會有益的創(chuàng)新創(chuàng)造才能讓生命更有意義，而他選擇的創(chuàng)新方向就是精密科技。對他來說，工作是最有效的健身。即使經(jīng)歷過身體透支，面對每年的體檢結(jié)果，他對自己的身體狀況依然表示滿意。

樂觀至此，朱煜不覺得有什么困難是不可克服的。經(jīng)過數(shù)年磨礪，他們的雙工件臺產(chǎn)品經(jīng)過內(nèi)部考核，已經(jīng)顯示出質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性。他們還會持續(xù)提升雙工件臺的性能，讓產(chǎn)品不斷成熟、升級。他相信天道酬勤，在他的信條里，“我要做的就是把自己的工作做好，別的都無需考慮”。這一點(diǎn)，他的目光格外令人信服。