干思思

如果有人問(wèn)您，“當(dāng)今世界第一大產(chǎn)業(yè)是什么？”您會(huì)毫不猶豫地回答“是以集成電路為基礎(chǔ)的電子信息產(chǎn)業(yè)”嗎？如果有人問(wèn)您，“集成電路產(chǎn)業(yè)最重要的核心是什么？”您會(huì)毫不費(fèi)力地回答，“是芯片制造”嗎？如果有人接著問(wèn)您，“半導(dǎo)體芯片制造業(yè)中最核心的設(shè)備是什么？”您能緊跟著回答，“是光刻機(jī)”嗎？“那光刻機(jī)里最重要的光源是什么？”您能回答“是準(zhǔn)分子激光”嗎？

光刻機(jī)是集成電路制造中最精密復(fù)雜、難度最高、價(jià)格最昂貴的設(shè)備，最先進(jìn)的半導(dǎo)體光刻機(jī)全世界只有荷蘭和日本的兩家公司能夠制造出來(lái)，而光刻機(jī)里面的準(zhǔn)分子激光器——也就是“核心中的核心”，世界上也只有美國(guó)和日本的兩家公司能夠做出來(lái)！和眾多相關(guān)產(chǎn)業(yè)的重要技術(shù)一樣，它們被列入禁運(yùn)的名單。

2008年，國(guó)家啟動(dòng)了16項(xiàng)重大科技專(zhuān)項(xiàng)，其中“02專(zhuān)項(xiàng)”旨在扭轉(zhuǎn)國(guó)家半導(dǎo)體裝備、材料和工藝等落后的局面。風(fēng)檣動(dòng)，龜蛇靜，起宏圖！當(dāng)很多家單位和科研人員競(jìng)相投入到這場(chǎng)揚(yáng)我國(guó)威的洪流中去奮起直追的時(shí)候，有這么一家單位里的這么一個(gè)人，憑借單位早年在準(zhǔn)分子激光研究上的創(chuàng)新積累，義不容辭地?fù)?dān)當(dāng)起了重任。他是中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所激光技術(shù)研究中心主任、激光技術(shù)與光電功能材料研究室負(fù)責(zé)人方曉東。

艱難困苦玉汝于成

安徽省合肥市西郊蜀山湖畔風(fēng)景秀美的科學(xué)島上，中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所（以下簡(jiǎn)稱“安徽光機(jī)所”）坐落于此。建所40多年來(lái)，安徽光機(jī)所始終秉承“精益求精，開(kāi)拓創(chuàng)新”的辦所理念，致力于光學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域的研究和開(kāi)發(fā)?，F(xiàn)已發(fā)展成為激光技術(shù)、大氣光學(xué)、環(huán)境光學(xué)、光學(xué)遙感和大氣物理化學(xué)等交叉學(xué)科并存，以大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)和戰(zhàn)略高技術(shù)及應(yīng)用為重點(diǎn)的綜合性研究機(jī)構(gòu)。

方曉東大學(xué)畢業(yè)就來(lái)到安徽光機(jī)所。就是在這里，他與準(zhǔn)分子激光研究結(jié)緣，跟隨導(dǎo)師一起成為中國(guó)最早從事這門(mén)激光技術(shù)研究的一批人。安徽光機(jī)所也因此成為國(guó)內(nèi)最早從事準(zhǔn)分子激光器研制的單位之一，也是目前國(guó)內(nèi)準(zhǔn)分子激光技術(shù)研究領(lǐng)頭的單位。

安徽光機(jī)所的準(zhǔn)分子激光研究并不是一帆風(fēng)順。雖然洞察前沿，但因?yàn)橄嚓P(guān)研究只是一個(gè)小學(xué)科，且技術(shù)難度大，當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求小，沒(méi)有得到國(guó)家相關(guān)項(xiàng)目的重點(diǎn)支持，造成了高端技術(shù)研發(fā)乏力和人才斷檔。

艱難困苦玉汝于成。在國(guó)內(nèi)準(zhǔn)分子激光研究陷入低潮難以為繼的20世紀(jì)90年代，方曉東東渡重洋到日本學(xué)習(xí)深造。彼時(shí)，他不僅有機(jī)會(huì)徜徉在科學(xué)研究的殿堂，還置身于曾經(jīng)風(fēng)生水起的日本半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)界中。受到啟發(fā)和影響的方曉東，將研究方向從光學(xué)轉(zhuǎn)向了熱門(mén)的半導(dǎo)體材料研究，博士畢業(yè)后曾就職于日本日立公司從事半導(dǎo)體器件和工藝研發(fā)，也曾先后在日本大阪大學(xué)做訪問(wèn)學(xué)者和客座教授。這些經(jīng)歷為他積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，也為他之后將多學(xué)科知識(shí)交叉應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

師夷長(zhǎng)技以自強(qiáng)。2004年，羽翼豐滿的方曉東入選中科院“百人計(jì)劃”，回到了安徽光機(jī)所。回國(guó)后，他首先延續(xù)自己在半導(dǎo)體材料研究方面的積累，在材料物理與化學(xué)領(lǐng)域展開(kāi)了多項(xiàng)探索研究。機(jī)遇總是留給有所準(zhǔn)備的人，2008年“02”專(zhuān)項(xiàng)光刻機(jī)研制項(xiàng)目的啟動(dòng)，就像是一聲春雷，喚醒了沉寂多年的種子，10多年前在準(zhǔn)分子激光研發(fā)上的那段積累，讓方曉東覺(jué)得自己有責(zé)任和義務(wù)舉起那面曾經(jīng)擱淺的旗幟，讓那段燃情歲月里的科研夢(mèng)得以延續(xù)下去，完成前輩和自己心愿的同時(shí)，最重要的是能助力國(guó)家在相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展。風(fēng)生水起逐浪高，當(dāng)沖鋒的號(hào)角吹響，方曉東帶領(lǐng)安徽光機(jī)所的準(zhǔn)分子激光團(tuán)隊(duì)再次揚(yáng)帆起航。

重啟夢(mèng)想打破壟斷

雖然前期有一定積累，但對(duì)方曉東及其團(tuán)隊(duì)成員來(lái)說(shuō)，困難和挑戰(zhàn)毋庸置疑。方曉東并沒(méi)有想太多，“科研本身就是迎著困難一次又一次向前沖的過(guò)程，在國(guó)家戰(zhàn)略需求面前，我們能做的就只有勇敢向前”。重拾起準(zhǔn)分子激光研究之后，相對(duì)國(guó)內(nèi)同行，他們雖然有積累上的優(yōu)勢(shì)，但因?yàn)橹袛嘞嚓P(guān)研究已10余年，在人才斷檔的局面下，方曉東不得不從零開(kāi)始組建團(tuán)隊(duì)，從最初帶著幾個(gè)剛剛博士畢業(yè)的年輕人慢慢摸索推進(jìn)，到團(tuán)隊(duì)慢慢成長(zhǎng)擴(kuò)大，這些年來(lái)他們面向核心技術(shù)和重要應(yīng)用持續(xù)攻關(guān)克難，水滴石穿，終收獲了一系列極具創(chuàng)新意義的重要成果：

在準(zhǔn)分子激光全固態(tài)放電激勵(lì)系統(tǒng)、多級(jí)數(shù)磁脈沖壓縮開(kāi)關(guān)、精確同步控制方法等核心技術(shù)研究上取得突破，創(chuàng)新設(shè)計(jì)并研制出國(guó)內(nèi)首套用于光刻光源的全固態(tài)脈沖放電激勵(lì)系統(tǒng)，解決了集成電路光刻用準(zhǔn)分子激光高重頻和長(zhǎng)壽命難題；

在高功率準(zhǔn)分子激光技術(shù)研究上，研究開(kāi)發(fā)了激光腔體的大面積均勻放電電場(chǎng)控制技術(shù)、激光氣體的高速流場(chǎng)設(shè)計(jì)技術(shù)、激光腔體的材料優(yōu)化及自清潔系統(tǒng)技術(shù)等多項(xiàng)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的創(chuàng)新技術(shù)，解決了工業(yè)級(jí)準(zhǔn)分子激光大功率輸出的瓶頸問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上研制了國(guó)內(nèi)最高功率水平的工業(yè)級(jí)準(zhǔn)分子激光器，實(shí)現(xiàn)了氯化氙準(zhǔn)分子激光百瓦級(jí)激光輸出；

在高穩(wěn)定性準(zhǔn)分子激光技術(shù)研究方面，研究開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高精度諧振充電電壓控制技術(shù)，提出一種優(yōu)化的脈沖能量控制算法，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)分子激光輸出能量精確穩(wěn)定控制，輸出能量穩(wěn)定性達(dá)到1%。這一成果保證了工業(yè)、醫(yī)療和科研裝備對(duì)準(zhǔn)分子激光輸出能量穩(wěn)定性和精確可控的要求；

在先進(jìn)儀器和高端裝備的開(kāi)發(fā)方面，針對(duì)國(guó)家重大戰(zhàn)略需求和市場(chǎng)需要，先后研制開(kāi)發(fā)了光刻機(jī)光源的激勵(lì)電源和控制系統(tǒng)、平板顯示制造的低溫多晶硅退火設(shè)備樣機(jī)、308nm準(zhǔn)分子激光白癜風(fēng)皮膚治療儀、深紫外準(zhǔn)分子激光剝蝕等離子體質(zhì)譜與光譜分析儀等先進(jìn)儀器和高端裝備，指標(biāo)均達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平；

…………

這些年來(lái)團(tuán)隊(duì)在準(zhǔn)分子激光核心技術(shù)方面的研究成果，大幅提高了我國(guó)在相關(guān)先進(jìn)激光器和高端裝備研制方面的實(shí)力和國(guó)際影響力，對(duì)于解決國(guó)家戰(zhàn)略重大需求、突破“卡脖子”技術(shù)、打破準(zhǔn)分子激光相關(guān)產(chǎn)品長(zhǎng)期以來(lái)國(guó)外壟斷局面、科技成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化示范等方面具有重要意義。

從原來(lái)的積貧積弱、被動(dòng)挨打，到現(xiàn)在的奮起直追、部分技術(shù)成果比肩甚至在國(guó)際實(shí)現(xiàn)先進(jìn)，打破國(guó)外壟斷，雖然前方還有很多關(guān)卡要闖，但方曉東越走越有信心，因?yàn)椋谒砗?，已?jīng)有一支團(tuán)隊(duì)，有年輕后代已經(jīng)成長(zhǎng)了起來(lái)。

傳承蓄力揚(yáng)帆遠(yuǎn)航

方曉東所在的激光技術(shù)研究中心擁有晶體材料、激光技術(shù)與光電功能材料、光子器件、激光應(yīng)用技術(shù)四個(gè)方向。而由他一手帶出來(lái)的激光技術(shù)和功能薄膜材料研究室，從最初僅有師徒幾個(gè)人，經(jīng)過(guò)多年精心布局，已經(jīng)成長(zhǎng)為一個(gè)結(jié)構(gòu)合理、立足前沿的攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)。作為中心主任，他同時(shí)肩負(fù)行政管理和科研等職責(zé)。他的目標(biāo)很清晰：“為提高學(xué)科的整體實(shí)力，我們的重點(diǎn)是在人才培養(yǎng)上，以壯大后續(xù)科研力量?！?/p>

最讓方曉東感到欣慰的是，經(jīng)過(guò)10多年的共同奮斗，當(dāng)初跟隨他一起的年輕一代已經(jīng)成長(zhǎng)為研究室里可以獨(dú)當(dāng)一面的骨干力量。他們中，有所里最年輕的研究員、博導(dǎo)，也有經(jīng)歷和自己頗為相似的中科院“百人計(jì)劃”入選者，還有挑起技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的領(lǐng)頭人……團(tuán)隊(duì)學(xué)術(shù)自由、勇于創(chuàng)新的氛圍濃烈。這與他們的帶頭人——方曉東的性格有密切的聯(lián)系。

學(xué)生眼中的方曉東，是個(gè)極具親和力的導(dǎo)師，愿意放手讓他們?nèi)プ杂商剿?，“哪怕?huì)走彎路，但最終能解決問(wèn)題”。而在方曉東看來(lái)，他的學(xué)生們都非常優(yōu)秀、單純，愿意不計(jì)報(bào)酬地去追逐夢(mèng)想，直面挑戰(zhàn)。而他能做的，就是給予他們指導(dǎo)，特別施以寬容的態(tài)度?！耙?yàn)槲覀儸F(xiàn)在做的就是創(chuàng)新的事情，我應(yīng)該給他們?nèi)蒎e(cuò)試錯(cuò)的機(jī)會(huì)，這樣才能讓他們?cè)谧杂煽鞓?lè)的氛圍下去探索成長(zhǎng)，我相信水到渠自然成，科研本身就是一件苦中行樂(lè)的事情，大家在一起會(huì)比較開(kāi)心，也會(huì)比較充實(shí)?！碧依畈谎韵伦猿甚瑁缃駡F(tuán)隊(duì)里的骨干已經(jīng)不僅僅是團(tuán)隊(duì)的支柱，而且已經(jīng)成長(zhǎng)為支撐中國(guó)準(zhǔn)分子激光技術(shù)水平的優(yōu)秀人才。

方曉東也有了自己新的目標(biāo)和方向，豐富的經(jīng)歷讓他對(duì)研究應(yīng)用轉(zhuǎn)化最終惠及于民有著“深深的執(zhí)念”。讓他深感自豪的是，過(guò)去一段時(shí)間團(tuán)隊(duì)將系列項(xiàng)目發(fā)明技術(shù)應(yīng)用于高端工業(yè)、醫(yī)療和科研儀器裝備開(kāi)發(fā)，研制了多套國(guó)內(nèi)外首創(chuàng)的先進(jìn)儀器和高端裝備，包括成功研制的我國(guó)首套高端平板制造的準(zhǔn)分子激光低溫多晶硅退火設(shè)備小型樣機(jī)，并與著名平板企業(yè)合作完成了工藝驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)；研制完成國(guó)際首臺(tái)準(zhǔn)分子激光剝蝕等離子體質(zhì)譜與光譜分析儀，該儀器用于樣品元素的光譜和質(zhì)譜雙通道快速分析，實(shí)現(xiàn)了在一臺(tái)裝置上同時(shí)對(duì)樣品主量元素、微量元素和高精度元素比值的原位微區(qū)分析；研制了我國(guó)首臺(tái)308nm準(zhǔn)分子激光白癜風(fēng)皮膚治療儀并且完成了技術(shù)成果轉(zhuǎn)化……

“我下一步的目標(biāo)會(huì)更多地聚焦在技術(shù)成果轉(zhuǎn)化上?！薄懊嫦驊?yīng)用，走向市場(chǎng)，造福社會(huì)”是方曉東眼里的“終極目標(biāo)”。藍(lán)圖已繪就，只待揚(yáng)帆行。朝著目標(biāo)，他正風(fēng)雨兼程。

方曉東，日本大阪大學(xué)工學(xué)博士。中科院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所激光技術(shù)研究中心主任、研究員、博導(dǎo)。入選中科院“百人計(jì)劃”。曾就職日本日立公司從事半導(dǎo)體器件和工藝研發(fā)。曾先后應(yīng)聘為日本大阪大學(xué)客座教授、中國(guó)科技大學(xué)教授、深圳技術(shù)大學(xué)特聘教授等。主要研究方向是準(zhǔn)分子激光技術(shù)和應(yīng)用、半導(dǎo)體材料與裝備。承擔(dān)了國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金委重大科研儀器研制等項(xiàng)目，以第一和通訊作者身份發(fā)表SCI學(xué)術(shù)論文100多篇，獲國(guó)內(nèi)外發(fā)明專(zhuān)利50余項(xiàng)。準(zhǔn)分子激光應(yīng)用研究成果獲省部級(jí)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)?，F(xiàn)任中國(guó)感光學(xué)會(huì)常務(wù)理事、中國(guó)感光學(xué)會(huì)影像信息功能材料與技術(shù)專(zhuān)委會(huì)主任、安徽省光學(xué)學(xué)會(huì)理事、安徽省生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)等職。

專(zhuān)家簡(jiǎn)介