一位哈工大顶尖工科博士的故事我们的EUV光刻机光源在哪里？

　　编者按：一位从事国家最紧缺的EUV光刻机光源技术研究的哈工大博士，为何去了湖北二线城市一个可能不具备EUV光源研究的大学？
　　大事记
　　2005年 ：美国公司Energetiq发表无电极EUV光刻光源专利，售出首台10W EUV光源
　　2005年 ：张兴强开始攻读哈工大博士，研究极紫外光刻光源
　　2008年 ：张兴强发表博士论文《毛细管放电的X光激光若干特性及极紫外光刻光源研究》
　　2008年 ：张兴强发表论文《可用于极紫外光刻的三线毛细管的概念设计》
　　2009年 ：1月，02专项《放电等离子体极紫外光源技术研究》在哈工大启动
　　2009年 ：1月，张兴强加入湖北汽车工业学院，启动＂毛细管放电三束等离子体极紫外光刻光源预研＂项目
　　2015年 ：张兴强发表论文公布《毛细管放电三束等离子体极紫外光刻光源装置》
　　2021年 ：张兴强公开发表专利《毛细管放电三束等离子体极紫外光刻光源装置》
　　2021年 ：Energetiq CEO宣布售出40余台Z-pinch 三束等离子体极紫外光刻光源装置
　　为何中国的＂三束等离子体极紫外光刻光源装置＂前15年如一日的出现同样一位博士的姓名呢？
　　第一章 2008年：哈工大的三束等离子体EUV光源昙花一现
　　昨天给大家介绍了美国Energetiq无电极Z-pinch三束等离子体极紫外光刻光源装置，从2005年售出第一台至今，已经在欧美日共售出40余台，并且将可能在更多领域打开潜在市场。
　　Energetiq的核心技术是基于三束等离子体结构设计。
　　Energetiq的Z-pinch 3束等离子体设计图
　　在前文中，我说过，哈工大不可能不知道Energetiq的3束等离子体EUV光源以及其设计原理。
　　不仅如此，哈工大在十几年前，2008年就已经完成了基于毛细管放电的3束等离子体EUV光源的概念设计 。这篇论文发表在当年的《中国激光》上。
　　2008年，哈工大博士生张兴强发表论文，讲述了三线毛细管EUV光源设计概念
　　在这篇论文中，已经描述了三线毛细管放电EUV装置要解决的问题。然而从此以后，我没有看到哈工大有任何更新的结果，我也没有在哈工大寻找到任何张兴强博士更新的研究资料。
　　第二章 张兴强博士去了哪里？
　　我在湖北汽车工业学院的官方网站上找到了张兴强博士的主页 。
　　2008年博士毕业后，张兴强于2009年加入了湖北汽车工业学院。
　　由于不太了解这所大学，我百度了一下，发现是一所1972年成立的，位于湖北省 十堰市的本科院校。
　　百度上有一个数字让我感到吃惊：其教学科研仪器设备总值1.9亿元。而其本科、研究生总数15000人，并且没有博士点。
　　百度百科关于湖北汽车工业学院的介绍
　　张兴强博士的主页上贴出来其发表的论文，我们看到2008年的2篇论文。我不清楚哈工大当年毕业时是不是需要至少2篇论文。
　　同时我们也可以看到张兴强博士2015年发表的论文《激光对毛细管放电三束等离子极体极紫外耦合光源的作用》 。
　　张兴强教授发表的论文列表（2016年更新）
　　第三章 湖北汽车工业学院具备EUV光刻机光源研究条件吗？
　　张兴强博士的主页上显示他先后拿到两笔资金支持，
　　主持湖北省教育厅科研重点项目＂毛细管放电三束等离子体极紫外光刻光源研究＂
　　湖北汽车工业学院博士科研启动项目＂毛细管放电三束等离子体极紫外光刻光源预研＂
　　我看了一下：
　　2021年湖北省教育厅的一个重点项目资助为自然科学类 4 万元 。
　　2020年度湖北汽车工业学院博士科研启动基金,C类人才理工类为4年20万
　　2021年湖北省科研计划重点项目为自然科学类4万元
　　2020年度湖北汽车工业学院博士科研启动基金,C类人才理工类为4年20万
　　这些数字还是2020年、2021年的，而2009年张兴强博士加入湖北汽车工业学院时的资助金额又会是多少呢？
　　从资金来源上来看，可能能拿到的经费每年不足10万元，情况不容乐观。
　　第四章 张兴强博士居然搭起来中国第一套三束等离子体光源研究装置
　　然而，2015年，张兴强博士，以及他唯一的研究助理，发表了论文：
　　《激光对毛细管放电三束等离子极体极紫外耦合光源的作用》
　　2015年，张兴强博士发表了第一篇三束等离子极紫外光源研究论文
　　不仅如此，我们在这篇论文中，看到了这台中国第一套三束等离子极紫外光源装置实物，并且看到了等离子体出光照片 。
　　2015年张兴强发表论文公布三束等离子极紫外光源装置
　　2015年张兴强发表论文公布三束等离子极紫外光源发光监测图像
　　是的，设备现场就是这么的简陋，比起那些冷冻电镜、冰刻机现场，显得太过寒酸。
　　然而，即便如此，我仍惊喜地看到2021年，张兴强博士发表的三束等离子体耦合光源的中国专利也已经获得授权。
　　2020年张兴强博士申请的三束等离子体耦合光源专利
　　2020年张兴强博士申请的专利截图
　　我们可以很从容地学习一下张兴强博士的专利，虽然很简单，但是是希望。文章描述了三束等离子体光源需要解决传统毛细管放电的问题：
　　1、高频的放电对光刻系统的稳定程度要求极高，温度、压力、扰动、震动、电磁场等外部因素都可能破坏光刻操作过程；
　　2、等离子体单次辐射的能量很小，高频工作产生的热量也不可忽视， 散热问题也必须认真考虑；
　　3、高频工作的放电碎屑较多，这些碎屑一方面可以辐射其他波长地极紫外光，成为杂光；另一方面能够吸收13 .5nm的有用光，降低总的发光功率。
　　其实我不必太多地去解读这份专利的技术细节了，它的出现已经告诉我：
　　有人懂得技术价值，以及懂得如何改进创新。
　　只是或许目前看上去还不够好而已。
　　第五章 张兴强博士的研究水平如何？
　　我读完张兴强博士的博士论文，大吃一惊！张兴强博士全程参与中国首套毛细管放电极紫外光源装置
　　张兴强博士论文中写道：
　　＂毛细管放电极紫外光源装置的电源、放电系统由不同单位承建，设计的放电参数由我方提出，两大系统完成后运抵实验室，进行现场安装和调试。＂
　　＂作者全程参与了电源系统的设计和研制工作，并参与了毛细管放电室的验收。电源系统运抵现场后，又参与了安装和调试工作。为确保毛细管放电极紫外光源演示装置能够正常运行，首席对新购的罗兰园谱仪进行了一系列标定工作，并且开展了检测研究。＂
　　张兴强博士论文首页
　　张兴强博士论文中中国首套毛细管放电极紫外光源装置张兴强博士首创中国三束等离子体的理论计算和设计工作
　　张兴强博士论文中，首次提出了毛细管放电三束等离子体的详细概念设计，并做了理论计算：其能量转换效率可以提升5倍。
　　同时，论文给出了详细的毛细管放电三束等离子体的设计方案图。
　　以我的专利撰写经验来看，这是一篇水平非常高的，难得的从概念设计的创新、理论分析、到提出设计方案全面一提的专利设计方案 ！
　　相比之前看到那些为了结题交任务发表的专利真是天壤之别。
　　张兴强博士论文中设计的三束等离子体方案
　　张兴强博士论文中三束等离子体设计的理论参数，预期可大幅提升性能张兴强博士参与的中国首套等离子体EUV光源装置国产化水平非常高
　　张兴强在博士论文中写道：
　　毛细管放电极紫外光源装置设计成两个主要系统：电源系统和放电系统。
　　电源研制工作在中国工程物理研究所流体物理研究所进行；放电系统由沈阳四达真空设备厂承建。
　　作者对装置设计和研制过程中所需的重要参数进行了计算，这是装置设计和建造的基础。根据计算结果，向承建方提出了具体的放电参数、性能指标等要求。
　　以我的解读来说，张兴强是这套设备的总设计师之一 ，承建方是中国工程物理研究和沈阳四达真空设备厂。
　　所以我们能理解，为何张兴强能在湖北汽车工业学院，凭借一己之力完成中国首套三束毛细管等离子体极紫外光源装置的搭建。
　　张兴强博士论文中描述的中国首套毛细管等离子体放电装置主要系统
　　所以，张兴强的博士论文，基本代表当年中国在这个领域最高的研究水平，并且做了相当艰苦的国产化工作。
　　这些工作，比当下很多单位强行购买高昂国外进口设备，用国外测量软件做出来一条条漂亮的数据，发表高档次的SCI论文，要有价值的多！
　　然而，这样一位突出的、有经验的博士、专家，为何被我们的02专项淘汰了？
　　02专项的资金给谁了？
　　第六章 张兴强博士的三束等离子体光源装置有实用价值吗？
　　我们可以大略地了解，张兴强博士的三束等离子体光源设计思路，与Energetiq的思路是一致的。因此，理论上来说，是可以获得类似的光源强度。当然，从更远的角度而言，这个光源是可以拓展为通用型白光光源、X射线光源的。值得和Energetiq一战！
　　但是有几点现实的问题：
　　1，该技术专利已经获得中国专利 ，但是具体是否和Energetiq的专利有冲突，需要非常专业的专利研究专家审查；因为我没有查到Energetiq有中文专利发表，所以在这一点上已经是有先机；
　　2，张兴强博士是否能组织产业化团队来攻克这一难关；这其中关键技术人员和技术管理人员非常重要；能否坚持十年如一日的技术攻关、产品迭代？
　　3，商业化如何运作，是否有足够的资金支持、合适的商业化模式，以及是否面临市场的在进口和国产光源的选择。
　　4，产业链支持；我们没有欧美成熟的EUV开发产业链的需求支撑，而在既有科研设备上也大多数需要进口。因此给EUV、科研设备等提供光源，前期是否能获得行业的支持，也是一个巨大的挑战。
　　但是我相信，对于这样国外已经量产的技术、并且并非大工程的系统性技术壁垒的产品，是有很大机会的。类似形式的创业国内有很多先例，也有成功的典范，最近国家放开科研人员创业的锁链，我也期待未来能在中国的科研设备上看到张兴强博士的光源。
　　如果需要，我愿意出力！
　　第七章 中国科研体制改革的方向在哪里？
　　科研活动是复杂的，目前的中国科研、学术圈是封闭的，科研人员既当运动员，又当裁判员。
　　舆论呢？天天报道＂美女博士发表Nature＂，＂美国华人教授放弃千万年薪加盟XX大学＂，＂冰刻机厉害了，华为有救了＂！
　　有几人静下心来研究技术价值？
　　张兴强博士不会写灌水论文，也不会写花里胡哨的SCI论文，其论文中图片再简单不过了，甚至一点修饰装点的痕迹都没有。
　　这篇论文和我上个月聊的长春光机所蒋筑英的那篇论文是多么相似呀！当下很多科研人员根本无法遵循科研论文的本质，只会编故事！
　　然而，张兴强博士，可能因为博士期间没有发表鲜亮的英文论文而无法留在哈工大从事EUV光源研究，尽管那里条件非常好--他甚至有可能因为没有发表足够2篇论文而不予毕业。
　　当然，我也能理解，有很多科研人员是自主选择，去一个轻松一点的二本学校做一点研究。
　　然而，中国每年花几百亿研究石墨烯、几百亿研究钙钛矿、几百亿研究冷冻电镜，真的是为国家而战吗？
　　然而，即便是石墨烯有价值、钙钛矿有价值、冷冻电镜有价值，值得一窝蜂地成千上万的科研人员一起扎堆进去吗？ 投入进去吗？这样的炒作还有完没完呢？
　　我们的国家还没有你们想象的那么富裕！有人花几个亿为了自己发一篇Nature而已，可大多数国家待攻克的问题无资金投入。
　　中国的科技振兴希望，真的在这些高价从国外引进的大批只会发论文、PK影响影子的精致的利己主义学者身上吗？
　　我们讲了很多，从哈工大的EUV，到Energetiq的EUV；从上海光机所的激光等离子体尾波加速自由电子激光，到KEK的自由电子激光；从西湖大学的冰刻，清华大学的冷冻电镜，到美国的紧凑型2000W激光光源。
　　一例例的都是别人做技术，我们做论文。而我们中国还有多少位张兴强博士的故事呢 ？
　　我花了很长的时间，了解到张兴强博士的研究。他在搜索引擎里可能只有1条记录。对比那些几百万的炒作报道的冷冻电镜、冰刻3.0等等简直不值一提！
　　所以，我们其实不缺人才，不缺资金投入，不缺SCI论文。
　　缺的是能够带动真正耐得住寂寞、搞技术攻关的科研人员的资源分配和管理机制，缺的是技术评判的标准和有技术判断能力的管理机构 。
　　参考资料：
　　http://kjxy.huat.edu.cn/
　　http://science.huat.edu.cn/info/1076/1467.htm
　　https://www.doc88.com/p-8979742648099.html
　　https://www.doc88.com/p-3681340312303.html
　　http://www.opticsjournal.net/Articles/FullText/zgjg/45/11/1100001.cshtml