1970年代中國制造光刻機的一段往事
作者：嚴鵬
（華中師范大學中國工業文化研究中心副教授）
*文本摘自《資本品與部門創新：中國機床工具工業的演化（1949—2019）》，公眾號獲授權發布。
1975年，中國科學院半導體所的實驗工廠109廠的工程師原錫鐸設計了一套大面積光刻機圖紙，并提請一機部儀器儀表工業局為其尋求合作伙伴。經過醞釀與協商，哈爾濱量具刃具廠于1977年承擔了此項研制任務。當年2月，哈量的技術人員從北京帶回109廠的光刻機圖紙，4月，又邀請原錫鐸到哈爾濱進行技術交流。原錫鐸給哈量的技術人員介紹了半導體芯片的光刻工藝、國內外光刻設備的情況、光刻機圖紙的一些細節要求以及電控系統框圖等。
當年6月，哈量的技術人員崔鴻烈又去北京進行了光刻機的專項調研，參觀了109廠半導體集成電路的生產線，親眼看到了芯片的制作過程，聽取了操作工人對光刻機的意見和建議。在這次調研中，崔鴻烈對上海勞動儀表廠生產的勞動牌光刻機、中科院半導體所自行研制的三點定位光刻機等設備做了一些測試和操作，搜集了大量技術資料。
1977年7月下旬，哈量第二技術科正式成立了由6人組成的光刻機研制小組，李立人為組長，負責光學系統設計，崔鴻烈負責機械部分的設計。經與109廠共同對光刻機方案進行論證，一致認為原光刻機圖紙工作原理可行、技術指標先進，但零部件的工藝性不符合哈爾濱量具刃具廠的實際情況，光學系統不夠理想，氣動和電控系統只有框圖等。最后，雙方決定，取其原機的工作原理，進行機、光、電、氣的修改和重新設計。接著，經省局介紹，哈量與阿城繼電器廠取得了聯系，確定了合作關系。至此，光刻機的設計工作全面展開，由109廠和哈量負責機械部分、氣動部分的設計，哈量負責光學部分的設計，阿城繼電器廠負責電控部分的設計，總體方案由109廠負責。
1978年8月，設計工作完成，該光刻機型號定為4901型大面積光刻機。這種精密設備在加工過程中自然會遇到很多困難，但都被哈量的職工一一克服了。例如，工藝人員利用照相技術，將復眼透鏡的陣列圖形復制到平板玻璃上，再按此圖形粘合透鏡，獲得了很好的效果。再如，非球面聚光鏡的制作，是老工藝人員大膽提出用線切割機按曲面坐標切出樣板，用此樣板精磨透鏡及拋光，最終完成加工任務的。至于整個裝配過程中的拆裝次數，則多到難以統計。
1979年6月，該光刻機完成了機、光、電、氣的聯調工作，并通過了廠內鑒定。從1980年到1981年11月，試制樣機由109廠進行了工藝驗證，結果為最好使用曝光線寬為2微米，如果具備更好的工藝條件，其效果可能更好。該樣機被正式定名為KHA75-1型大面積半自動光刻機，“75”的意思是該機可適用直徑為75毫米硅片。
1981年11月30日至12月2日，一機部儀器儀表工業局和黑龍江省機械工業局聯合組織了局級鑒定會，中科院學部委員王守武給予該機很高的評價，評委會認為該機在某些重要指標上已經達到當時日本佳能PLA500-F型光刻機的水平，建議哈量盡快組織批試生產。KHA75-1型大面積半自動光刻機可制作64千字節—256千字節集成電路芯片，哈量在1980年代共生產10臺，供給109廠、郵電部研究所、沈陽47所、無錫江南有線電廠等單位。哈量制造光刻機的成功，是與用戶聯合研發的結果，由用戶帶來了新知識，又將擴展后的新知識反饋給用戶，仍然延續了毛澤東時代的資本品部門創新機制。這種延續性，也體現了這一階段改革的增量性。
不過，類似這種資本品部門與用戶部門間的緊密聯系，到1980年代末就幾乎不存在了。哈量終究未能繼續研制光刻機，一如109廠未能成長為大規模的芯片制造商。參與了光刻機設計的崔鴻烈只能這么說：“它（KHA75-1型光刻機）對我國大規模集成電路的發展起到了重大促進作用。據此，歐、美國家解除了5英寸大面積光刻機對我國的禁運密令，迎來我國大規模集成電路高速發展的新時代，我們可謂完成了這段歷史使命。”
曾為三機部研制精密磨床的杭州機床廠老職工寫道：“（三機部）在封鎖時期沒有辦法，只有買我們的機床，開放以后仍然要繼續進口，1982年我廠再來仿制HFS型平磨時，他們已經能夠進口也就不要國產機床了。”這位老職工還指出1980年代出現了重視仿制機床而輕視自主設計的新風氣，其表現為，仿制進口普通級磨床的產品，售價竟比自主設計的精密級磨床高很多，他認為，這樣下去，“將來的新產品只能走‘仿制’的路，很難‘自行設計’了”。老人或許過于悲觀了，但中國機床工具工業演化的軌道，在增量改革年代，已然出現了變更。
《資本品與部門創新：中國機床工具工業的演化（1949—2019）》，科學出版社
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