重磅消息!我国超精密光学零件加工跨入世界领先行列

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 09:35:16
本报长沙1月22日电王孝恭、记者王握文 报道:记者今天从国防科技大学获悉,由 该校机电工程与自动化学院自主研制的新 一代超精密光学零件加工设备,日前通过 相关单位组织的工艺考核。考核结果表明 ,该套设备加工精度实现亚纳米级重大突 破,标志我国超精密光学零件加工技术跨入世界领先行列。 超精密加工技术是先进装备制造的关键技术,纳米精度被誉为超精密加工技术“皇冠上的明珠”。过去,由于我国光学零件加工技术落后,无法进行大口径、高精度、复杂面形的光学零件加 工,严重制约相关领域的技术进步。20 世纪80年代以来,该校精密工程创新团 队在李圣怡教授率领下,经过30多年顽强拼搏与自主创新,先后突破高精度机床精密运动机构设计、光学元件亚纳米全频段误差控制等核心关键技术,研制出一系列具有自主知识产权的磁流变、 离子束抛光设备,打破了发达国家对超精密加工设备的技术封锁,使我国成为 继美、德之后全面掌握高精度光学零件加工技术的国家。 近年来,该校精密工程创新团队在“极大规模集成电路制造装备与成套工艺”国家重大科技专项二期项目和国家自然科学基金重大项目支持下,研制成功新一代离子束抛光机床与数控光顺抛光机床,其最小可控材料去除量达到0.1 纳米。有关专家指出,这一自主创新成果可为“极大规模集成电路制造装备与成套工艺”“高分辨率对地观测系统”等国家重大科技专项提供有力技术保障和装备支撑,将直接促进相关领域关键技术突破,对于提升我国先进装备制造水平具有重要意义。

http://news.mod.gov.cn/headlin本报长沙1月22日电王孝恭、记者王握文 报道:记者今天从国防科技大学获悉,由 该校机电工程与自动化学院自主研制的新 一代超精密光学零件加工设备,日前通过 相关单位组织的工艺考核。考核结果表明 ,该套设备加工精度实现亚纳米级重大突 破,标志我国超精密光学零件加工技术跨入世界领先行列。 超精密加工技术是先进装备制造的关键技术,纳米精度被誉为超精密加工技术“皇冠上的明珠”。过去,由于我国光学零件加工技术落后,无法进行大口径、高精度、复杂面形的光学零件加 工,严重制约相关领域的技术进步。20 世纪80年代以来,该校精密工程创新团 队在李圣怡教授率领下,经过30多年顽强拼搏与自主创新,先后突破高精度机床精密运动机构设计、光学元件亚纳米全频段误差控制等核心关键技术,研制出一系列具有自主知识产权的磁流变、 离子束抛光设备,打破了发达国家对超精密加工设备的技术封锁,使我国成为 继美、德之后全面掌握高精度光学零件加工技术的国家。 近年来,该校精密工程创新团队在“极大规模集成电路制造装备与成套工艺”国家重大科技专项二期项目和国家自然科学基金重大项目支持下,研制成功新一代离子束抛光机床与数控光顺抛光机床,其最小可控材料去除量达到0.1 纳米。有关专家指出,这一自主创新成果可为“极大规模集成电路制造装备与成套工艺”“高分辨率对地观测系统”等国家重大科技专项提供有力技术保障和装备支撑,将直接促进相关领域关键技术突破,对于提升我国先进装备制造水平具有重要意义。

http://news.mod.gov.cn/headlin


没怎么看懂  谁给科普一下啊

0.1纳米,硅原子的直径是多少啊

没怎么看懂  谁给科普一下啊

0.1纳米,硅原子的直径是多少啊
0.1纳米,硅原子的直径是多少啊

这东西得赶紧投产才行,不要仅局限在实验室范围
这货是什么水平,是用来造光刻机的吗?
这货是什么水平,是用来造光刻机的吗?
未来的激光武器可能也能用上
可以用来造相机的镜头吗?
把精度作为永不停止的追求”
访国防科技大学精密工程创新团队李圣怡教授
文/庞贝 陈硕
  2013年1月中旬,这样一条消息进入人们的视野:国防科大精密工程创新团队自主研制的磁流变和离子束两种超精抛光装备,创造了光学零件加工的纳米精度,并通过国家权威部门验收。
  据专家介绍,这一成果使我国成为世界上少数掌握这两种高精度光学零件制造装备技术的国家,该团队成为唯一同时具有小工具数控抛光、磁流变和离子束抛光装备研发能力的团队。
  1月18日,“超精密光学零件可控柔体抛光技术与装备”在国家科学技术奖励大会上,荣获2012年度国家技术发明奖二等奖。
  带着好奇和喜悦,本刊记者采访了国防科大精密工程创新团队的负责人李圣怡教授。
  “纳米精度”精确到什么程度?李圣怡教授通俗地打比方:一个2米口径而精度为9纳米的大镜加工,如果将我国960万平方公里的国土面积等同于整个镜面,它就相当于一个直径3500公里的大镜,精度要达到不大于17.5厘米的高差。
  “尽善尽美,精益求精,创造卓越”,是这个创新团队的精神内核;“琢玉成大器,磨砺亮人生”,是李圣怡追求的人格境界。他希望能够打造出一支属于中国精密领域的“梦之队”。他说,他们现在只爬到了这一领域“珠峰”的山腰,“现在还在爬。”
  微米、亚微米,纳米、亚纳米,这是李圣怡追求的微境界;攀登、再攀登,攻坚、再攻坚,这是李圣怡不舍的大情怀。记者:您能否为我们介绍一下磁流变和离子束这两种超精抛光装备,它的应用价值,以及它在提升我国精密制造水平方面的意义?
  李圣怡:从2000年开始,我们一直关注世界上最先进的光学制造领域的动态。传统的加工手段就是简单机械加上老师傅的手艺经验,所用的原理和工艺还是牛顿、伽俐略那个时代的,己沿用了一二百年了,现在还在用。要靠手艺,凭手感的加工方法,无疑是非确定性的,这算第一代加工技术。随着光学零件的形状越来越复杂,精度越来越高,上世纪70年代小工具数控技术引入到光学加工中,使非确定加工变成确定性加工,但材料去除的原理仍未改变,仍不是精确可控的加工。
  上世纪末,世界上陆续出现一些新原理的加工技术。例如,磁流变抛光技术是美国在前苏联解体后,引进苏联的科学家开发完善的。1998年,美国推出第一台商品化磁流变抛光机床,取得很好的效果,引起全世界的关注和跟踪研究。
  我们2000年也开始投入这一领域的跟踪研究。随着研究的深入,我们敏锐地感觉到,小工具数控的加工技术,可划分为第二代技术。我们发现新一类技术都可以用计算机控制抛光盘或抛光膜的刚度或柔度,这是第一、二代技术不具备的特色,是否可以称之为第三代技术?我们把它称之为“可控柔体制造技术”,目的是总结第三代技术的共性,找出与第一、二代技术不同的研究思路和方法。因此,我们选择了磁流变抛光和离子束抛光作为第三代技术两个典型实例来研究。
  我们的研究都是国家急需的,比如说,卫星对地观测的相机就需要大口径镜光学元件,制造大规模集成电路的关键设备是光刻机,它的镜头是由很多片精度优于纳米级的镜片组成。另外,激光惯性约束聚变的研究,可为人类将来解决能源问题,也需要大批量、高精度的光学元件。
  现在很多光学元件,如非球面、自由曲面等,用传统加工己做不来了,我们用磁流变加工技术,不但精度非常高,而且效率也很高,满足了重大工程需求。而离子束抛光技术是目前光学加工中精度最高的一种手段,比如光刻机镜头的镜片加工,要想达到纳米和亚纳米精度,非离子束抛光机莫属。
  能掌握第三代的可控柔体加工技术,使我国光学制造领域产生了革命性的变化,我们现在可以说,我们掌握了国际上最好的装备的研发技术,具备自主知识产权。它把我们的光学制造,从第一代、第二代提升到第三代,一下子上了一个台阶,做到了世界一流。
  如果说以前的精度水平,是处于喜马拉雅山山脚下的5200米大本营的水平,那么现在我们就算到了山腰处7790米的大风口C4营地水平,我们把登顶的物质装备送到C4营地,为登顶8848米的主力部队,中科院长光所和成都光电所服务,现在正在朝顶端进发。原来我们差距太大,没办法攀登,现在,我们已经有了充足的基础,有了技术设备,相信经过努力,我们国家光学制造业一定能到达最高的山顶。将来我们的高端光刻机诞生那天,才能算是达到了顶峰,现在我们还在爬。
  记者:精密和超精密加工技术的发展直接影响尖端技术和国防工业的发展,世界各国都极为重视。但是,您在进入这一领域的时候,我国在这方面可以说是相对落后的。您为什么会选择这一领域来进行科研攻关?
  李圣怡:1968年,我从中南大学的前身中南矿冶学院毕业分到鞍钢,做了10年机电技术员。“文革”结束后,我作为第一届研究生,来到浙江大学科学仪器系学习,1981年毕业来到国防科技大学工作。国防科技大学精密机械系是1979年在钱老(钱学森)指导下重新组建的。钱老认为,精密机械在国防领域中非常重要,但加工制造还是用传统办法,比较落后。他敏锐地看到,尽管当时计算机控制技术刚刚发展,但计算机一定能够在新的机械制造技术中起到重大作用。针对机械系的科研方向怎么选择,他建议将精密陀螺仪表作为研究对象,开展计算机控制下的超精密加工的研究。1981年,我正好赶上超精密加工研究室刚刚成立,成了这个团队最年轻的成员。那个时候,我们做的是微米和亚微米水平的精密制造。后来,到90年代,我成了这个团队的第二代带头人。当时非常困难,也没有多少人,大家对超精密加工方向能不能坚持下去也没有信心。
  31年过去了,现在我国己经是世界制造大国,大批的制造业转移到中国来,但是如果我们只能做低端制造,高端的做不了,就永远成不了世界制造强国。国家的需求是我们科技工作者的动力,而以提高精度为目标的精密、超精密制造是机械学科发展的主干方向,一定要坚持下去,储备力量,一定会有好的前景。困难大,对科研工作者是一个机遇,要瞄准最高的水平去做,要跨越式发展,才能尽快缩短与先进工业化国家的距离,现在看来当时的坚持是正确的。
  记者:作为精密和超精密加工技术领域的知名专家,您怎么看我国在这一领域的发展脉络和前景?能否为我们介绍一下这个领域目前的研究状态,您认为未来的研究发展方向又在哪里?
  李圣怡:我国的精密超精密加工,走过曲折的路。老一代产品和技术,由于工业基础差,与先进工业化国家很多方面差距很大。当时国内需求只好把希望寄托在进口上,而真正急需的高科技,外国又禁运、限制我们。经过几十年的发展,现在我们虽然仍存在差距,但是进步也很大,而且进步还在加速,因为工业基础在不断提高,科研人员在不断努力。目前在局部的点上,我们已经达到了世界先进水平,相信随着国家投入的增加,全社会的努力,我们一定能够全面达到世界先进水平。
  现在我们的团队形成了三个研究方向,分别是纳米精度光学超精密加工、微机电系统、精密传动和机电测控。其中发展最好的是纳米精度光学超精密加工方向。我们抓到了光学零件的最高的水平的加工技术进行研究,把我国光学制造装备水平一下子提上来了,可以说,我们没有白努力。
  我们希望通过努力,把我们的实验室打造成一个高端制造研究的基地。希望我们的实验室成为开放的基础研究中心,我们以基础研究为主,与工业部门协作解决难题。另一方面,希望我们的实验室能成为新设备、新工艺开发的中间实验基地,使我们掌握的技术开发成产品、装备,使技术工程化,提供给工业界和社会使用。
  记者:荣誉是对一个阶段的肯定,也是对下一个阶段的激励。您在未来有哪些相应的研究设想?
  李圣怡:未来,我们正在做两方面研究工作,正在执行的研究计划有一项国家“973”重大基础研究计划,我们组织了四所大学和中科院两个研究所的国家队,针对空间用的两米口径碳化硅反射镜的加工,精度要达到面形误差小于9纳米的制造技术进行基础研究,其尺度与精度之比高达2×108,难度非常大。如果将我国960万平方公里的国土面积等同于整个镜面,它就相当于一个直径3500公里的大镜,精度要达到不大于17.5厘米的高差。目前虽然两米的大镜还没有马上上天的需求,但是这是将来的方向,因此我们的基础研究要先走一步,通过这个研究使大型光学镜制造水平再提高一步。
  另外,现在我们开发的设备基本可以满足深紫外光刻机镜组的加工要求,但是极深紫外光刻机镜组的加工要求更高,要达到亚纳米精度。我们正在国家重大专项中和其他研究单位合作,希望在原有基础上再提高一步,瞄准国家需求,提升研究水平和理论深度。
  记者:搞军工科研不像做其他领域,面临国外的严密封锁,一点可供借鉴的经验都没有。作为这一领域首屈一指的专家,您在研究工作中面临过哪些困难,是如何解决的?请您结合自身研究经验,谈谈怎样才能做到自主创新?您又是如何带领团队保持如此优越的创新能力的?
  李圣怡:借鉴人家资料很重要,但是关键部分人家不告诉你。我们当初每走一步都很难,我们通过实践,在实践中遇到问题,开始认识并不深刻,遇到问题不知道人家怎么解决的。
  一般做机械研究的人,认为把机床做好就行了。通过研究发现,这样的思路影响和制约了我们的研究水平。尽管我们机械系也学习了一些光学工程的基础知识,但这些远远不够,一定要通过学科的深度交叉,向光学加工的工程技术人员请教,一起来研究光学工艺。现在我们实验室不但机床机械设计、机床控制和机械零件制造做得非常好,光学零件加工也达到一流水平,这得益于研究思路的拓展。通过实践发现问题,通过理论指导实践,再通过实践反馈过来,克服困难。
  创新是基础,也是前进的动力。创新要以国家需求为努力方向。创新要产生实际应用。有些研究很重要,但是往往只注重发表论文、拿到专利,却与应用脱节。我们希望自己的基础研究要形成自主知识产权,同时要走下


我们的研究都是国家急需的,比如说,卫星对地观测的相机就需要大口径镜光学元件,制造大规模集成电路的关键设备是光刻机,它的镜头是由很多片精度优于纳米级的镜片组成。另外,激光惯性约束聚变的研究,可为人类将来解决能源问题,也需要大批量、高精度的光学元件。  


现在很多光学元件,如非球面、自由曲面等,用传统加工己做不来了,我们用磁流变加工技术,不但精度非常高,而且效率也很高,满足了重大工程需求。而离子束抛光技术是目前光学加工中精度最高的一种手段,比如光刻机镜头的镜片加工,要想达到纳米和亚纳米精度,非离子束抛光机莫属。

我们的研究都是国家急需的,比如说,卫星对地观测的相机就需要大口径镜光学元件,制造大规模集成电路的关键设备是光刻机,它的镜头是由很多片精度优于纳米级的镜片组成。另外,激光惯性约束聚变的研究,可为人类将来解决能源问题,也需要大批量、高精度的光学元件。  


现在很多光学元件,如非球面、自由曲面等,用传统加工己做不来了,我们用磁流变加工技术,不但精度非常高,而且效率也很高,满足了重大工程需求。而离子束抛光技术是目前光学加工中精度最高的一种手段,比如光刻机镜头的镜片加工,要想达到纳米和亚纳米精度,非离子束抛光机莫属。
记者:荣誉是对一个阶段的肯定,也是对下一个阶段的激励。您在未来有哪些相应的研究设想?

  李圣怡:未来,我们正在做两方面研究工作,正在执行的研究计划有一项国家“973”重大基础研究计划,我们组织了四所大学和中科院两个研究所的国家队,针对空间用的两米口径碳化硅反射镜的加工,精度要达到面形误差小于9纳米的制造技术进行基础研究,其尺度与精度之比高达2×108,难度非常大。如果将我国960万平方公里的国土面积等同于整个镜面,它就相当于一个直径3500公里的大镜,精度要达到不大于17.5厘米的高差。目前虽然两米的大镜还没有马上上天的需求,但是这是将来的方向,因此我们的基础研究要先走一步,通过这个研究使大型光学镜制造水平再提高一步。  


另外,现在我们开发的设备基本可以满足深紫外光刻机镜组的加工要求,但是极深紫外光刻机镜组的加工要求更高,要达到亚纳米精度。我们正在国家重大专项中和其他研究单位合作,希望在原有基础上再提高一步,瞄准国家需求,提升研究水平和理论深度
未来的技术将属于那些以纳米作为精度标准、并首先学习和使用它的国家”,诺贝尔奖得主罗勒的一席话,将人们带入了纳米精度的攻关时代。因为对纳米制造技术的高度重视和巨额投入,世界上性能最好的CPU在美国,线宽最小的集成电路在美国,尖端武器装备也大多源自美国。  为了摆脱在高端电子产品领域受到的掣肘,国防科技大学精密工程创新团队承担了某重大专项超高精度光学零件制造装备与工艺的研究任务,在短短一年半的时间里就研制出初样机、试样机,专项首席专家叶甜春研究员在赞赏之余,提出,“你们能不能在两周之内将光学零件面形精度的峰谷值控制在几个纳米以内?”  峰谷值控制在几纳米以内,意味着哪怕一个细菌就会导致整个面形崩溃,只能逐层分子、逐层分子地进行去除加工。作为一种“磨洋工”式的细活,高精度光学零件的加工周期一般都是以月作为计算单位,大型光学零件更是以年为计算单位;两周的加工时间必须进行非常精密的规划,才有可能进行高精度光学修形方面的尝试。我国光刻技术迫切需要的使命感,让团队的每一名成员都有一种义不容辞的责任,开始了这一段充满勇气和挑战的“冲高”之旅。  “没有金刚钻,不揽瓷器活”,在前期工作的基础上,团队带头人李圣怡教授、戴一帆教授对研究任务、时间节点进行了合理规划,团队成员不分日夜地刻苦钻研。因为心无旁骛,团队成员也闹出了一些“笑话”。有一次在去食堂吃午饭的路上,大家一直讨论相关技术问题,到了食堂,围坐之后又开始了激烈的争论,半小时后终于得出了都比较认可的方案,为了验证方案的可行性,大家径直回到实验室做起了实验。直到实验结果证明方案可行后,大家都松了一口气,却感觉肚子叫个不停,这时才意识到只顾着讨论问题,忘记吃饭了。2010年12月12日,“冲高”进入到关键时刻,晚上11点钟,样件送到学校科技大楼进行检测。到了凌晨两点钟,久久等待的电话终于响起,检测人员用颤抖的声音向李教授汇报:“冲高成功!”12月18日凌晨1点钟,“冲高”再次成功,证明了研制的装备和工艺方法具有重复性、稳定性和快速性。由此,他们大大逼近了光刻物镜制造的极限。
  据台积电公司负责技术研发的副总裁蒋尚义表示,2011年台积电从荷兰ASML公司订购的极紫外(EUV,波长13.5nm)光刻设备将运抵厂内,这批订 购的设备将为台积电公司2013年将公司制程能力升级到20nm级别铺平道路.蒋尚义是在本月24日举办的台积电技术论坛会议上说出这番话的,他同时还指 出EUV光刻技术要想投入商用还需要更加成熟,另外他还透露这批订购的EUV光刻工具每小时能刻制100片晶圆。

  台积电首批EUV光刻设备将被安装在300mm Fab12工厂内,而台积电未来的研发重点则将放在28nm及更高级别制程技术的研发方面。

  台积电早些时候曾宣布他们会跳过22nm制程节点,直接从28nm节点跳至20nm制程,这家公司透露将于2012年下半年开始20nm制程芯片的试产。

  EUV(极紫外光:波长13.5nm)是目前比较流行的DUV(深紫外光:波长193nm)光刻技术的下一代技术,与眼下流行的沉浸式光刻+193nm波长技术这种增加光刻系统数值孔径的方案相比,EUV从另外一个方面即直接缩短光波的波长入手来提升制程的等级。不过目前EUV光刻技术由于需要重新开发光掩膜技术,提升光源功率,因此这项技术要想走向主流仍有较多困难需要克服。

  而台积电的193nm光刻机那是同步辐射光源得到的193nm深紫外线。。。和我们的激光固态倍频相干光得到200nm以下深紫外线完全不是一个概念。
光刻系统供应商荷兰ASML近日宣布,台积电已经订购了两台量产型的NXE:3350B EUV极紫外光刻机,将在2015年交付使用。
具体报价没有公布,但据称应该接近1亿美元级别——同样是ASML EUV光刻机客户的Intel(还有IBM、三星)认为合理价格应在2000万美元左右。
另外,台积电此前已经购买的两台NXE:3300B也将在ASML的协助下,升级到与NXE:3350B相同的水平。
据了解,台积电购买的EUV极紫外光刻机初期将用于300毫米晶圆、10nm工艺,未来还会考虑导入到450毫米晶圆上(目前只有Intel做出来了)。
今年第三季度,台积电在EUV技术上的晶圆曝光速度已经达到每天600块,如果顺利的话2016年可达1500块每天。
台积电的10nm工艺虽然还在理论研究阶段,但已经有10多家客户基于它进行了产品设计,涉及手机基带、GPU、服务器芯片、游戏机处理器、FPGA等等,预计2015年下半年就会有客户完成流片,2015年底试产,2016年底或者2017年量产。
按照台积电董事长张忠谋的说法,10nm可以比16nm FinFET工艺带来25%的性能提升、45%的功耗下降、120%的栅极密度增加。
国防科大总是感觉如神一般的存在……这边湖大中南差的太远了,
达到亚纳米精度,国内euv镜头应该没问题,有极紫外的八股出来吗
过些时候,asml的产品可能要降价促销
  据台积电公司负责技术研发的副总裁蒋尚义表示,2011年台积电从荷兰ASML公司订购的极紫外(EUV,波长13. ...

本小白看不懂啊,阿斯麦和我们的,这两种技术有什么差别,能解释下吗?谢谢!
国防科大,完爆留美预科学校。
城管战神 发表于 2015-1-24 20:36
本小白看不懂啊,阿斯麦和我们的,这两种技术有什么差别,能解释下吗?谢谢!
一样,安思迈已经做成成品卖了,我们还在预研阶段
asml的是光刻机,这个东西是加工光刻机用的镜片的
一样,安思迈已经做成成品卖了,我们还在预研阶段
这水平还敢说国际领先,这记者是高级黑吗
城管战神 发表于 2015-1-24 21:35
这水平还敢说国际领先,这记者是高级黑吗
光刻机不止面型精度一个参数,他做的只是光刻机一个关键部件,
城管战神 发表于 2015-1-24 21:35
这水平还敢说国际领先,这记者是高级黑吗
如果说以前的精度水平,是处于喜马拉雅山山脚下的5200米大本营的水平,那么现在我们就算到了山腰处7790米的大风口C4营地水平,我们把登顶的物质装备送到C4营地,为登顶8848米的主力部队,中科院长光所和成都光电所服务,现在正在朝顶端进发。原来我们差距太大,没办法攀登,现在,我们已经有了充足的基础,有了技术设备,相信经过努力,我们国家光学制造业一定能到达最高的山顶。将来我们的高端光刻机诞生那天,才能算是达到了顶峰,现在我们还在爬。
赞一个。这个做消费级镜片就杀鸡用牛刀了。
hejazh 发表于 2015-1-24 09:17
可以用来造相机的镜头吗?
怕是造出来的相机镜头相机公司买不起啊!
光刻机镜头固然很重要 但主要差距很大的是我们的传统弱项机械和材料方面这个需要积累