原帖標(biāo)題：從我們單位90年代購買國外光刻機(jī)的歷程說國產(chǎn)化壓力傳感器的艱難發(fā)展

八十年代末，我有幸供職于壓力傳感器研究所，這是我國第一個(gè)國產(chǎn)化擴(kuò)散硅壓力傳感器專業(yè)化研究所，成立于1970年，中國第一只國產(chǎn)化壓力傳感器誕生地。它座落在秦嶺北麓的寶雞市，主要是出于保密需要。另外距離我國秦嶺腹地的某火箭發(fā)動(dòng)機(jī)基地較近，對外宣稱某晶體管廠，也是當(dāng)時(shí)的信箱單位。

研究所的建立主要服務(wù)于火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的各項(xiàng)參數(shù)采集。當(dāng)時(shí)我們國家有兩項(xiàng)重要科研任務(wù)。第一 是衛(wèi)星上天，第二是給原子彈安腿。這兩項(xiàng)技術(shù)都離不開火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)載，所以國家的支持力度很大，要人給人，要錢給錢。

東方紅衛(wèi)星發(fā)射參與了，且受到了國防科工委的通令嘉獎(jiǎng)。這里要注意的是參與了，而不是安裝在衛(wèi)星上上了天。誰都知道上天不是好玩的，一旦有問題派哪個(gè)上去排除故障呢？至于用了哪家的我們也不知道，也不敢打聽，這種單位都很懂規(guī)矩，但肯定是國外的。通過一些愛國商人（雖說是愛國商人，但能幫你已經(jīng)很不錯(cuò)了，利潤可是不能少）從秘密渠道花了不知高于市場價(jià)格多少倍的資金，把國外秘密購回來。有風(fēng)險(xiǎn)的，山姆大叔霸道慣了，不好得罪。

我們當(dāng)時(shí)生產(chǎn)用的光刻機(jī)是上海生產(chǎn)的，1972年自行研制成功，那時(shí)荷蘭光刻機(jī)巨頭ASML還沒誕生！

當(dāng)時(shí)用于生產(chǎn)的國產(chǎn)型光刻機(jī)

自主生產(chǎn)研發(fā)的擴(kuò)散硅壓力傳感器芯片ＣＹＧ０１，主要用于中量程，直徑約１０.５－１０.８mm

用于01芯片外封的01型傳感器殼體

自主生產(chǎn)研發(fā)的擴(kuò)散硅壓力傳感器芯片ＣＹＧ１９，主要用于微小量程，直徑約20mm

用于19型傳感器芯片外封的19型差壓傳感器外殼

說到壓力傳感器，就不得不提到一個(gè)叫斯密斯的英國人。就是他發(fā)現(xiàn)了擴(kuò)散硅材料的壓阻效應(yīng)，為了壓力傳感器的生產(chǎn)奠定了理論基礎(chǔ)。而說到擴(kuò)散硅壓力傳感器，我們不得不說到惠斯登電橋，這個(gè)被簡單的描述成幾個(gè)電阻的東西，從事壓力傳感器行業(yè)的年輕人都知道，但是沒有幾個(gè)人能夠真正一睹它的廬山真面目。

當(dāng)時(shí)我國生產(chǎn)擴(kuò)散硅壓力傳感器的企業(yè)很少，沈陽的沈X所，西安的驪山XXX公司和我們寶雞104信箱（當(dāng)時(shí)處于保密需要對外宣稱的寶雞XX晶體管廠，實(shí)際上名稱為寶雞XX器研究所）是當(dāng)時(shí)為數(shù)很少的幾家。強(qiáng)大的市場需求保證了企業(yè)的巨大利潤和正常運(yùn)轉(zhuǎn)。用于生產(chǎn)的去粒子水價(jià)格和牛奶差不多。但有強(qiáng)大的市場和價(jià)格作為保障完全沒有問題，這種狀況延續(xù)多年。

九十年代初，隨著改革開放的深入，各種信息都告訴我們，這種原始的生產(chǎn)方式必然會受到嚴(yán)峻的考驗(yàn)。那時(shí)國外已經(jīng)大量的生產(chǎn)大直徑的晶圓產(chǎn)品了，相比我們來說，生產(chǎn)效率及工藝技術(shù)領(lǐng)先了不少。

晶圓

這種用于生產(chǎn)壓力傳感器的晶圓每個(gè)芯片僅約1mm見方，每個(gè)晶圓可生產(chǎn)的芯片約百十片。顯然生產(chǎn)效率極高，能有效的降低成本。我們生產(chǎn)的芯片是一個(gè)一個(gè)的生產(chǎn)出來的。生產(chǎn)工藝相對落后很多，且有很多不確定因素難以控制，顯然在質(zhì)量保證上也無法與之抗衡。

然而要實(shí)現(xiàn)大片晶圓的生產(chǎn)，第一個(gè)面臨的難題就是在哪里找高質(zhì)量光刻機(jī)？國產(chǎn)的光刻機(jī)顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。然而國外的高端光刻機(jī)有錢也不賣給你，國家也意識到了這個(gè)問題。“八五”及“九五”計(jì)劃中也有這樣的項(xiàng)目，且撥發(fā)了足夠的專項(xiàng)資金。

通過多方努力，終于傳來了好消息 ，我國甘肅平?jīng)鍪械囊患臆姽挝辉诙喾脚ο拢K于訂購到了一臺較為先進(jìn)的光刻機(jī)。但遺憾的是由于不是公開訂購，只能購回散件自行裝配。即使是散件，其價(jià)格也達(dá)到六十多萬元之多。九十年代初的60萬元，可想而知，再加上配套的除濕凈化及真空吸附等設(shè)備，付出高于百萬元。訂購過程比較復(fù)雜，歷時(shí)半年之后，這臺光刻機(jī)才輾轉(zhuǎn)到了單位，包裝得很好。

單位很是重視，這么貴重的設(shè)備不是每個(gè)人都讓上手的，專門培養(yǎng)兩名操作者，我和另外一名女員工被有幸選中。負(fù)責(zé)安裝的平?jīng)鍪袑趩挝灰埠苤匾暎a(chǎn)裝配能手及總工還有西安電子科技大學(xué)（當(dāng)時(shí)的西軍電）的幾位相關(guān)專業(yè)的教授也來到現(xiàn)場，和我們一起在專門的光刻間里摸爬滾打。

那時(shí)沒有電梯，全靠人力用肩扛手抬把它搞到了二樓的操作間。光刻機(jī)的趨形已現(xiàn)的時(shí)候，我驚奇地發(fā)現(xiàn)上面的顯微鏡頭是平行的，上下可調(diào)，完全不受操作者的坐姿身高影響。和我們當(dāng)時(shí)通用顯微鏡頭的方向完全不一樣，這樣平行的鏡頭如何能看到位于下端的光刻掩模板呢？后來才發(fā)現(xiàn)，原來是光纖連接的。我仔細(xì)的觀察了一下光纖，上面有日文字樣，應(yīng)該是日本生產(chǎn)的。顯微鏡頭的清晰度顯然比國產(chǎn)的要高很多，且背光為綠色，比原來紅色的背光更能讓眼睛不易疲勞。

平?jīng)鰡挝坏耐疽挂岳^日地對照著圖紙小心裝配，一絲都不馬虎。歷時(shí)一月左右終于安裝完成，就等我們驗(yàn)收了。

這臺光刻機(jī)的制造單位至今我都沒有搞清楚，所有相關(guān)的信息都被有意地抹去了，屬于程序控制的半自動(dòng)設(shè)備。雙面光刻，上下鏡頭可切換，把晶圓片放在固定的平臺上由機(jī)械手真空吸附抓取，然后自動(dòng)放在光刻掩模板下，由操作工將圖形稍作調(diào)整再按自動(dòng)鍵進(jìn)入下一步流程。

但不久我們就發(fā)現(xiàn)了一個(gè)較為致命的問題，機(jī)械手每次的放置位置差異太大，給近百個(gè)圖形的校對造成很大的麻煩。有時(shí)一天也校對不了一片，且校對好了一片，下一片放置的位置又和上次不一樣。這樣的效率顯然無法正常使用。

平?jīng)鰡挝坏耐疽辉俚夭檎覇栴}，最后一致表示，還是裝配工藝的問題。但具體問題在什么地方，無法查清，有一點(diǎn)很明確，平?jīng)鰡挝辉趪鈱W(xué)習(xí)的人員反映原裝的設(shè)備在工作時(shí)，機(jī)械手的工作是正常的。

裝配歷時(shí)一月有余，調(diào)整兩月未果，由此雙方單位也出現(xiàn)了嫌隙。無法正常使用，還大量的占用了人力和資源，驗(yàn)收不合格無法付費(fèi)，平?jīng)鰡挝坏乃懈冻鲆哺吨畺|流。各種辦法都想盡了，設(shè)備依然如此。

時(shí)間消退了起初的熱情，最后平?jīng)鰡挝怀坊厝咳藛T說是回去再研究一下。直到半年之后又來了一位總工拍板宣布：裝配工藝無法滿足要求，問題無法解決。兩月之后，平?jīng)鰡挝粚⒃O(shè)備拆卸打包運(yùn)回。至于如何處理不得而知。

約兩年之后，國外芯體大量涌入敞開了的國家大門。最早的瑞士KELLER，然后是精量，還有摩托羅拉等，都想從中國的市場中分得一杯羹。起初的價(jià)格約一千多元人民幣，隨著國產(chǎn)芯體的出現(xiàn)價(jià)格逐漸回落，直到現(xiàn)在價(jià)格已相差無幾。從實(shí)際出發(fā)來說，我們的傳感器芯體質(zhì)量還是較國外有很大差距。首先在芯片質(zhì)量上，再者就是工藝所造成的差距。

方便實(shí)用的壓力傳感器芯體

再后來受到做不如買的思想影響，國家在此方面沒有什么立項(xiàng)和投入，這次光刻機(jī)的購買成為悲壯的收官之作。

隨著市場的逐漸擴(kuò)大，越來越多的企業(yè)加入到這個(gè)行業(yè)中去，然而不難發(fā)現(xiàn)高端市場已被EJA橫河、 ROSEMOUNT、Honeywell等這些外資企業(yè)有條不紊刮分，游走于中低端市場的本土企業(yè)爭得頭破血流。

現(xiàn)國內(nèi)生產(chǎn)傳感器芯體的企業(yè)，能代表核心技術(shù)的壓力硅片基本全部來自于國外。也有一些有實(shí)力的企業(yè)在這方面作出過努力，生產(chǎn)出壓力晶圓，但質(zhì)量上和國外的還是有一定的差距，多用于低端產(chǎn)品。我們在這方面還有很長的路要走！

無論是飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)還是光刻機(jī)生產(chǎn)技術(shù)，他們所涵蓋的技術(shù)層面不知有多少，任何一點(diǎn)或一面的瓶頸都會形成很大的制約。從前我們曾自豪地說我們的優(yōu)勢是研發(fā)，然而現(xiàn)在只能說我們的優(yōu)勢是應(yīng)用，因?yàn)閷ιa(chǎn)工藝技術(shù)的了解，所以比別人更能用的好，因?yàn)楫a(chǎn)品的核心技術(shù)被別人所把持還談什么研發(fā)。

甚是遺憾，當(dāng)年的那次購買以失敗而告終，如果真的成功了，我可能成為中國操作最先進(jìn)光刻機(jī)的第一人，更重要的是我們的傳感器生產(chǎn)水平會邁進(jìn)一步。