臺積電3nm核心技術中國學者辭日本鐵飯碗率團隊回國發(fā)展

在很多人眼里，能在國外頂級科研院所拿到終身教職，幾乎就等于人生通關。

更別說那是一份在異國他鄉(xiāng)熬上十幾年、踩著重重門檻才能摸到邊的＂鐵飯碗＂。可偏偏有這么一位中國學者，把這碗飯原封不動地端回去，連同自己手底下整支隊伍，一塊兒打包回了國。

更讓人意想不到的是，他研究的東西既不是大伙兒天天掛在嘴邊的光刻機，也不是網(wǎng)紅芯片設計。他盯上的，是那種藏在設備肚子里、連名字都沒幾個人叫得出來的硬骨頭。

而這塊硬骨頭，恰恰是卡住中國先進制程脖子的那一節(jié)骨頭。消息一出，業(yè)內(nèi)人士直呼＂破防了＂，這位中國學者究竟是何方神圣？他為什么甘愿放棄日本的優(yōu)渥條件？背后又藏著怎樣一盤大棋？

故事的主人公叫達博，一個85后。他1986年出生于甘肅隴南，以高考狀元的成績考入中科大，本碩博連讀，后赴日拿下該機構最年輕的永久職位。

這個＂該機構＂，全稱叫日本國立材料研究所，圈里人都喊它NIMS。在日本國立科研體系里，能拿到終身研究員的位子，意味著這輩子衣食無憂，搞研究再也不用為飯碗發(fā)愁。

可就是這么一個讓人眼紅到不行的位子，達博說不要就不要了。

事情得從今年4月底說起。今年4月27日，在得知他決意辭職后，泛林方面隨后再次提出無償捐贈支持，希望其繼續(xù)推進相關合作研究。多家海外企業(yè)也向他拋出優(yōu)厚合作條件，但這些因素已不能動搖達博全職回國的決心。

要知道，泛林集團可不是一般公司，它是全球刻蝕設備領域的頭部玩家之一。這種級別的企業(yè)愿意主動掏腰包做無償捐贈，只求人留下，足見達博在他們眼里的分量。

可達博呢？連頭都沒回。

那他到底牛在哪兒？為啥連泛林這種巨頭都拽不住？答案藏在那條讓全世界都饞的臺積電3nm產(chǎn)線里。

達博負責了NIMS與泛林集團的聯(lián)合研究項目，聚焦電子束與刻蝕設備中的關鍵材料和核心部件，該項目已應用于臺積電日本3nm量產(chǎn)線。

這事兒聽著可能有點抽象。打個比方，一顆先進芯片要造出來，得靠一整條生產(chǎn)線上幾十種設備配合，刻蝕機、電子束量檢測機都在其中。

這些設備里頭，有大量零件得長期在等離子體、腐蝕氣體、超高溫、超高真空的極端環(huán)境里干活兒。這些材料和核心部件就是設備的＂心臟瓣膜＂，任何一個出問題，整臺機器都得趴窩。

達博這些年牽頭干的，就是這塊最不起眼、卻誰都繞不開的活兒。

在成熟制程上，幾個關鍵部件做得特別牛，就能把整體水平拉起來，這叫長板驅(qū)動。可到了先進制程量產(chǎn)線，規(guī)則全反過來了，變成了＂短板致死＂。

只要一顆螺絲、一塊陶瓷、一根管線出點小毛病，整臺幾億元的設備說停就停。這就是為什么越往尖端走，決定勝負的反而是那些藏在最深處、最沒存在感的小部件。

而達博的本事，遠不止＂修補匠＂這么簡單。他在電子束這個領域，干出了兩件極其反常識的大事。

要明白這兩件事為啥牛，得先了解一個背景。當下，臺積電正在推動1.4nm等下一代先進制程節(jié)點，半導體制程正在向亞納米尺度邁進。以往的成熟制程隨機誤差偏小，然而在亞納米尺度的測量，隨機誤差顯著增大，無法再用單一、少量參數(shù)來簡單標定精度，必須在參數(shù)收集階段即引入更復雜的模型。

說人話就是：芯片做得越小，看清楚、量準確這件事就越難。

光學顯微鏡在這種尺度下已經(jīng)歇菜了，因為光的波長擺在那兒，看不清比波長還小的東西。電子束的波長能到亞納米級別，自然就成了行業(yè)的新寵。

達博干的第一件事，是重新定義了亞納米尺度下＂怎么看＂這個問題。

簡單講，就是把原本被當成噪聲扔掉的雜亂信號全撿回來用，效率比傳統(tǒng)方法翻了好幾十倍。連只有一兩個原子層厚的納米材料，都能被精準量出來。

第二件事就更狠了，直接開辟了一個全新學科分支。

電子束有個老毛病：發(fā)出來的電子里，真正能精準聚焦干活兒的，比例少得可憐。傳統(tǒng)辦法是用電場磁場去＂管＂電子，可效果一直不咋地。

達博換了個思路，從材料結構層面動手，搞出了一種叫＂圓柱對稱旋轉(zhuǎn)晶體＂的東西。這玩意兒聽著拗口，原理其實可以類比：2011年拿了諾貝爾化學獎的準晶，是短程無序、長程有序的材料；他這個晶體跟準晶同屬一個大家族，能讓電子像穿過凸透鏡一樣被重新聚攏起來。

光學里有衍射光學，他這一手，硬生生在電子光學里開出了＂衍射電子光學＂這條全新支路。

據(jù)理論估算，即使是非單色，非準直的電子束穿過圓柱對稱旋轉(zhuǎn)晶體，在恰當?shù)臈l件下，其聚焦效率可以接近1%，如果采用塊體電子發(fā)射源，其可被有效聚焦利用的束流強度，理論上有望比傳統(tǒng)方案提高數(shù)萬倍甚至十萬倍。

未來如果該方法可行，并行電子束曝光機的效率將有機會超過現(xiàn)有的EUV，進而有望改變整個半導體行業(yè)的生態(tài)。

劃重點：這意味著有可能繞過EUV光刻機這條路。

ASML的EUV光刻機被卡了多少年，這事兒大伙兒都門兒清。要是真有一條另辟蹊徑的口子，意義可想而知。

達博憑這份成果，在NIMS的地位也是水漲船高。他在NIMS工作期間，獲得了終身教職，刷新了該機構最年輕終身學者的紀錄。

2023年，NIMS面向社會有學術影響力的研究人員征集宣傳語，達博從一句樸素的哲學道理中汲取靈感，提出了＂材料改變世界，我們創(chuàng)造材料＂，并被采納沿用至今，這也是日本國家級研究機構中唯一采用的外籍人員提出的宣傳語。

一個外國學者，能在別人家國家級機構里干到這種程度，說＂封神＂都不為過。

可越是這種位置上的人選擇回國，背后的分量就越重。

讓人特別動容的，是達博的成長底色。這位85后出生于甘肅省隴南市康縣。

康縣素有＂隴上江南＂之稱，山水秀麗，卻也因地處秦巴山區(qū)、交通不便，教育資源十分有限。他以市應屆高考狀元的成績，進入中國科學技術大學物理學專業(yè)就讀。

從大山里走出來的孩子，最懂＂機會＂兩個字的分量。

達博回憶道：＂年少讀書時只有一個想法，那就是通過積極努力去獲得改變環(huán)境的機會。在那個交通閉塞的年代，我對世界的很多認知都來源于書本，對未知世界的渴望和想象是我學習最大的動力。＂

這股勁兒，從中科大讀到NIMS，從博士后干到終身教職，一路就沒松過。

這次回國，更不是他一個人頭腦發(fā)熱。從2016年開始，他就在NIMS有意識地組建團隊，把同門師兄弟聚在一起，這些人跟著他多年，配合默契，能完成從基礎研究到工程驗證的全流程工作。

整建制回國，這四個字才是真正的殺手锏。

科研這事兒，最怕的就是單兵作戰(zhàn)。一個再厲害的人物，沒有團隊也成不了氣候。達博這次帶回來的，是一支磨合了將近十年、能從研發(fā)一路打通到量產(chǎn)的成建制隊伍。

回國前，鋪墊工作早就開始了。回國前，部分成員已經(jīng)先一步落地，參與合肥國鏡儀器的平臺建設，把海外的經(jīng)驗直接對接國內(nèi)需求。

合肥這座城市，這些年在半導體產(chǎn)業(yè)上的布局可圈可點。從京東方到長鑫存儲，再到現(xiàn)在的國鏡儀器，合肥的半導體版圖一塊一塊在拼。達博團隊的回歸，無疑又給這盤棋添了一枚重要的棋子。

那么問題來了，他要填的這個坑，到底有多深？

把鏡頭拉回國內(nèi)半導體產(chǎn)業(yè)鏈，事情就一目了然了。這些年咱們在刻蝕整機這塊兒不是沒進步，中微半導體、北方華創(chuàng)這些企業(yè)的整機產(chǎn)品已經(jīng)能拿得出手。

可往設備最底層那些關鍵材料和核心部件看，國產(chǎn)化率依然不高，對日本進口的依賴度居高不下。再往電子束量檢測這種高端設備看，國產(chǎn)整機的能力基本還是空白。

這就是達博團隊要啃的硬骨頭。

中國大陸半導體制造在5nm以下先進制程所需的核心部件及刻蝕材料等領域，仍面臨高度依賴進口的困境。達博團隊此次回國，正是瞄準了這一產(chǎn)業(yè)鏈上的薄弱環(huán)節(jié)，致力于實現(xiàn)技術自主。

而且時機卡得相當精妙。

國內(nèi)目前還沒法用上EUV光刻機，先進制程主要靠DUV多重曝光頂著。每多一道工序，良率就掉一截，對電子束量檢測的需求自然比國際同行更迫切。

換句話說，要是能拿出一套效率更高、適配更強的電子束方案，正好能在沒有EUV的情況下，把良率的壓力往下壓一壓。

這就是達博和團隊這步棋的精妙之處——不光是補短板，更是在另辟蹊徑。

面對海外的多方邀約，達博均予以拒絕，他明確表示將全力推動中國半導體材料和核心零部件達到世界先進水平。目前，其團隊成員已分批先期回國，在合肥參與國鏡儀器科技公司的產(chǎn)業(yè)化平臺建設，加速科研成果落地。

從大山里的高考狀元，到NIMS最年輕的終身研究員，再到帶著整支隊伍掉頭回國——達博這條路走得，讓人想說一句＂中國人有自己的浪漫＂。

更值得說道的是，他還操心著一件別人很少提的事：科研人員回國相對順暢，可優(yōu)秀的工程人才往往因為涉密、因為評價體系等原因，回國的路反而更難走。

而真正能把實驗室成果送進量產(chǎn)線的，恰恰是這批工程人才。達博整建制帶回來的團隊，填的正是這塊容易被忽視的空白。

這兩年關于人才回流的新聞不少，但達博這一次格外戳人心窩子。

戳人的地方不在于他放棄了多少頭銜、多少待遇，而在于他選了一條最不討巧、最不容易出名的路。光刻機、芯片設計這些＂顯眼包＂，從來不缺關注，可真正卡住先進制程脖子的那些角落，反倒少有人愿意去蹲。

達博偏要去蹲。這種選擇，比任何豪言壯語都更有重量。

中國半導體的路從來不是靠一兩個英雄就能蹚平的，可每一個像達博這樣的人，每一支像他團隊這樣的隊伍回到這片土地上，路就會被踩實一點。