光纤通信😄 极紫外光源
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哈工大这束“冰城极光”要捅破芯片天花板。 一、芯片界的"光之战争":中国人自己点亮极紫外 去年参观上海微电子展,隔着防护玻璃见过EUV光刻机的真容。工作人员说这台机器发射的极紫外光,能量相当于太阳表面亮度的10亿倍。更震撼的是,这种光在空气中走不到3厘米就会消失,整套设备必须在比月球表面真空度高100倍的环境里工作。 在芯片厂干过的表哥说得更直白:"EUV就像用头发丝刻《红楼梦》,得把10万个字刻在一根头发上。之前全球只有ASML能造这种设备,他们卖给台湾工厂要1.2亿美金一台,还得美国总统签字批准。"现在哈工大突破的光源系统,相当于自己造出了"激光刻刀"。 最绝的是研发过程的"东北智慧"。团队从松花江冬捕获得灵感,发明了"冰晶聚焦法"——用特殊晶体把激光能量提升百万倍,就像用冰透镜聚焦阳光点燃棉絮。这项绝活让中国成为第三个掌握EUV光源技术的国家。 ### 二、冻豆腐里悟出的"光之魔法":哈工大教授的厨房革命 在哈工大教授老刘家吃过一次酸菜火锅,席间他指着冻豆腐突然兴奋:"看这些蜂窝孔!我们EUV技术突破的关键就在这!"原来他们受冻豆腐结构启发,研发出多孔钨靶材。当高能激光轰击这种"蜂窝钨"时,产生的等离子体更稳定,极紫外光强度直接翻倍。 更绝的是除杂装置的设计。团队从东北火炕烟道获得灵感,发明了"九曲回环过滤系统"。就像烧炕时烟气在炕洞回旋沉淀,这套系统能让杂质沉积率从30%降到0.7%,光源纯净度超过ASML最新机型。 连哈尔滨冰雪大世界都贡献了灵感。研发超精密反射镜时,工程师从冰雕铲刀得到启发,发明了纳米级离子修形技术。现在他们打磨的硅钼合金反射镜,表面粗糙度控制在0.12纳米,相当于把长白山主峰磨平成镜面后的起伏不超过1毫米。 ### 三、EUV破壁背后的"东北狠活":零下30度的热血征程 2019年美国禁令下达时,哈工大采购的激光发生器突然断货。团队硬是用学校库存的老式激光器改装,在零下25℃的仓库里做实验。博士生小王记得,有次设备冻罢工了,七八个汉子脱了羽绒服裹住机器,用体温给设备"续命"继续实验。 去年突破光源稳定性的关键阶段,正赶上哈尔滨暴雪。为保持实验室恒温,工程师们把设备搬到防空洞,每天踩着半米深的积雪往返运送液氮。有次突遇停电,几个老师傅轮班手摇发电机,硬是保住了连续48小时的关键数据。 最艰难的是光学系统调试。为达到十万分之一度的温控精度,团队把实验室改造成"三明治结构"——外层是东北传统火墙,中间夹着气凝胶,内部用纳米薄膜控温。这套"土洋结合"的保温系统,让设备在-30℃的极寒中依然保持23±0.0001℃的工作温度。 ### 四、从冰城到硅谷:中国光剑正在重塑芯片版图 深圳某芯片代工厂的车间主任老张,年初偷偷试用了国产EUV原型机。虽然每小时只能曝光5片晶圆,但28纳米工艺做出的芯片性能直逼台积电7纳米。"就像用毛笔写出了钢笔字!"他指着显微镜下的电路说,"中国人玩起微雕,果然有老祖宗刻印章的基因。" 在华强北做手机维修的小李更有趣发现:用国产EUV光刻的麒麟芯片,在玩《原神》时温度比进口芯片低5℃。"后来才知道是电路拐角用了'冰凌结构',就像松花江面的冰裂纹,既美观又利于散热。" 最惊喜的是成本变化。某车企采购总监算过账:用国产EUV设备后,自动驾驶芯片成本有望从800元/片降到300元。这意味着十万级别的电动车也能配L4级自动驾驶,比原计划提前了整整五年。 站在哈工大航天馆的穹顶下,望着墙上"特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献"的标语,突然明白这场EUV突围战的意义——它不仅是实验室里的技术突破,更是一场中国制造的精神觉醒。从冰雕艺术的微观世界到纳米尺度的光影魔法,这群"追光者"用东北人特有的韧劲,在芯片战场劈开一道希望之光。或许用不了多久,当你在手机上流畅刷4K视频、当新能源汽车自动穿梭大街小巷、当智能手表精准预警健康风险时,这些科技奇迹的源头,都将是那束从松花江畔升起的"中国极光"。
官方哈工大EUV光源获24年黑龙江科技成果转化一等奖。 哈工大全媒体(梁英爽 田贝达/文 主办方/图)近日,2024黑龙江省高校和科研院所职工科技创新成果转化大赛决赛举行。由校工会组织,哈工大资产经营有限公司申报、机器人技术与系统全国重点实验室樊继壮教授团队研发的“核工业自动化检测维修机器人”和哈工大先进技术研究院申报、航天学院赵永蓬教授研发的“放电等离子体极紫外光刻光源”两个项目获得大赛一等奖。 “核工业自动化检测维修机器人”已成功应用于国内大型核电集团公司、哈尔滨电气集团等多家企业,获得用户广泛好评。该检修机器人凭借安全性强、高稳定性、高精度定位能力和高效作业优势,已顺利完成多种规格蒸汽发生器传热管的役前和在役检查任务,确保核电设备日常运行的安全可靠。 “放电等离子体极紫外光刻光源”具有能量转换效率高、造价较低、体积较小、技术难度较低等优势,可提供中心波长为13.5纳米的极紫外光,能够满足极紫外光刻市场对光源的迫切需求,为推动我国极紫外光刻领域发展、解决高端制造领域关键问题作出了贡献。 本次大赛以“新质启迪 科技焕新”为主题,由黑龙江省总工会、黑龙江省教育厅、黑龙江省科技厅、黑龙江省工信厅、黑龙江省国资委共同主办,共有来自38所高校、科研院所、企业科研机构的85个科技创新项目参赛,最终评选出一等奖6项、二等奖10项、三等奖14项和优秀奖55项。
击碎EUV光源壁垒!哈工大传来新消息,国产迎来“芯”曙光柏 击碎EUV光源壁垒!哈工大传来新消息,国产迎来“芯”曙光  柏柏说科技 02-08 22:20 欧洲人曾自负地说道“即便把制造EUV光刻机的图纸交给我们,以我们的技术也无法生产出光刻机”。哈工大成功击碎极紫外光源壁垒,在长春实验室成功搭建出一套完整的光源设备,迅速打脸欧洲人。  在这里穿插一点,上海微电子的28纳米“浸入式光刻机”将在今年正式下线投产。另外,华为、小米、京东方、南大光电、中芯国际、哈工大等90家国产半导体巨头,组成“全国集成电路电子技术委员会”向国外针对我国实施的半导体封锁计划,发起了猛烈的冲击。这一切都在说明,在自主研发半导体核心技术的道路上,我们并不是“纸上谈兵”。 我是柏柏,90后科技爱好者,今天带大家来看哈工大突破的光源技术壁垒,以及我国在自研芯片道路上的曙光。  在进入正题之前,让我们先简单了解一下什么是EUV光源。目前最先进的光刻机是荷兰阿斯麦的EUV光刻机。与20世纪的干刻式、浸入式光刻机不同,阿斯麦的EUV光刻机采用的是目前最先进的极紫外光束技术。只要是光,就一定会有光源,哈工大突破的光源壁垒就是阿斯麦如今使用的DPP - EUV光源。 EUV光源分为两种,通过紫外线产生方式的不同,分为DPP - EUV光源与LPP - EUV光源。DPP是通过电压中电离子产出的紫外线,进行光源生产。LPP则是通过热传导、激光加热等热力物理学产出紫外线,进行光源生产。通俗来说,DPP靠发电、LPP靠发热。台积电的高耗电问题,就是因为阿斯麦的EUV光刻机所采用的光源是DPP - EUV的原因。  进入正题,科学领域没有投机取巧,所有的成功都是建立在努力的基础上。哈工大突破EUV光源,并不是巧合。哈工大在光刻机领域,尤其是光源领域已经研究了15年。此次哈工大突破DPP - EUV光源对我国半导体发展的意义巨大。
哈工大 一篇 Science 人工肌肉 冷劲松团队 哈工大报讯(航天/文)1月29日,我校与美国德克萨斯大学达拉斯分校、江苏大学、韩国汉阳大学、澳大利亚卧龙岗大学等单位合作,首次发现通过聚电解质功能化的策略,可实现人工肌肉智能材料的“双极”(Bipolar)驱动转变为“单极”(Unipolar)驱动,同时发现了人工肌肉随电容降低,驱动性能增强的反常现象(Scan Rate Enhanced Stroke, SRES),这一重要突破解决了人工肌肉驱动性能的电容依赖性问题,为后续设计具有无毒、低驱动电压的高性能驱动器提供新的理论基础。研究成果以“单极冲程、电渗泵碳纳米管纱线肌肉”(Unipolar-Stroke, Electroosmotic-Pump Carbon Nanotube Yarn Muscles)为题,在线发表于著名学术期刊《科学》(Science)上,我校为共同通讯作者和共同第一作者单位,其中我校冷劲松教授为共同通讯作者(江苏大学丁建宁、哈尔滨工业大学冷劲松、美国德克萨斯大学达拉斯分校Ray H. Baughman),其博士毕业生楚合涛为共同第一作者(楚合涛、胡兴好、王锺、穆九科)。2014至2016年,楚合涛在德克萨斯大学达拉斯分校进行博士生联合培养,自2014年起,冷劲松教授课题组与德克萨斯大学达拉斯分校RayH. Baughman教授课题组开始该项工作研究,并取得了关键性突破。 目前,新材料正由轻质、多功能化向智能化方向发展。智能材料(Smart Materials)是指一类可以在外界激励下做出主动响应的新材料,具有自驱动、自监测、自修复等多种功能,在人工智能、智能制造、生物医疗、机器人等领域具有广泛的应用前景。聚合物纤维与碳纳米管纱线人工肌肉是一种典型的智能材料,主要通过热、电化学两种方式实现驱动。由热力学定律可知,热驱动受到卡诺循环效率的限制,从而影响了其应用潜力。相比而言,电化学驱动克服了卡诺循环效率限制的问题,能量转换效率更高,具有更广阔的应用前景。 传统的电化学碳纳米管纱线人工肌肉(以下称:人工肌肉)存在以下局限性:(1)阴阳离子的嵌入、嵌出过程使得驱动应变与扫描电压之间呈现出“双极”效应,这意味着在电化学窗口内,纤维尺寸不是单调性变化,反向离子的嵌入、嵌出抵消了驱动应变,从而降低了人工肌肉的驱动性能;(2)人工肌肉的性能完全依赖于工作电极的电容特性,即随着扫描速率的增加,性能急剧降低。因此,传统的人工肌肉只能产生单向驱动,而且需在极低的扫描速率下工作。 针对以上问题,本研究通过聚电解质(零点电位移动试剂)功能化的策略,改变人工肌肉的零点电位:(1)实现了单一离子嵌入、嵌出的“单极”效应,解决了“双极”效应反向离子的嵌入、嵌出引起的性能降低问题,提高了做功效率与能量密度等性能;(2)人工肌肉随扫描速率增加,驱动性能增加,实现了SRES效应,解决了传统人工肌肉驱动性能的电容依赖性问题。进一步研究发现,SRES效应是因水合离子在高扫描速率或脉冲频率下可带动周围的水分子,从而增大了离子的有效尺寸,提高人工肌肉性能。 相比于传统人工肌肉,该人工肌肉具有无毒、驱动频率高(高达10 Hz)、驱动电压低(1V)、高比能量(0.73~3.5 J/g),高驱动应变(3.85~18.6 %)以及高能量密度(高达8.17 W/g)等特性,在空间展开结构、仿生扑翼飞行器、可变形飞行器、水下机器人、柔性机器人、可穿戴外骨骼、医疗机器人等领域具有巨大的应用潜力。 在杜善义院士、韩杰才院士的带领下,我校复合材料与结构研究所于20世纪90年代初在国内较早地确立了智能材料与结构的研究方向。在“崇德广业,穷理致用”发展理念的指导下,冷劲松教授课题组长期从事智能材料结构力学及应用研究,主要研究方向包括形状记忆聚合物及其复合材料结构、人工肌肉、多功能纳米复合材料结构、空间可展开结构、可变形飞行器、柔性机器人、4D打印技术及生物医疗器件、结构健康监测、振动主动控制等。
哈工大赵丽丽:努力实现第三代半导体全产业链技术中国化 东北网1月18日讯(记者 孙英鑫)作为哈尔滨工业大学引入的赵丽丽,坚持在科研一线、潜心研究新材料与高端装备,努力实现第三代半导体全产业链的技术和专利中国化。 1978年出生的赵丽丽,2006年获得德国马克思普朗克物理所材料学博士学位,于2018年受邀担任深圳第三代半导体研究院晶体材料所所长、兼任首席科学家。2018年响应“大众创业、万众创新”的政策,赵丽丽持科技成果创办哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司担任董事长。 随着我国5G通信、轨道交通、新型电力电子、新能源行业及国防安全对第三代半导体材料的需求紧迫,面对我国第三代半导体材料和装备依赖进口、受制人的窘境,由赵丽丽博士牵头科友半导体、俄罗斯约菲研究院、深圳第三代半导体研究院,中国半导体照明联盟成为共同发起单位与哈尔滨工业大学、俄罗斯氮化物晶体集团有限公司共同成立《中俄第三代半导体研究院》,并由赵丽丽博士牵头与瑞典半导体能源和环境材料研究所创立《中北欧联合战略平台和实验室》,组建全球最顶尖第三代半导体领域人才队伍。 赵丽丽围绕国内快速发展的第三代半导体新材料与装备紧迫需求,在哈尔滨创办哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司,创办一年后即被认定为国家级高新技术企业,科友半导体投资建设《科友半导体产学研聚集区项目》,在国际范围内引入高端人才和科技项目,发展半导体材料企业并形成上下游产业的创业创新平台。该项目将实现第三代半导体全产业链的技术和专利中国化,助推中国的第三代半导体材料实现高铁式发展,从落后跟随,到世界领先
哈工大多个团队为嫦娥五号月球表面取样采集封装做出了重要贡献 嫦娥五号工程立项论证始于2009年,邓宗全教授主持了月面采样与封装专项论证,确立了月面钻-表复合式采样与封装方案,通过一次任务可同时获得表层和次表层样品,这在国际上尚属首例。2011年至2013年,由邓宗全团队牵头,与航天五院总体部、北京卫星制造厂等单位合作,完成了“采样封装分系统设计集成与验证技术”“钻取采样机构关键技术与原理样机”两个重大专项的攻关任务,解决了钻-表复合式月面采样与封装技术难题,确定了机械臂多次采集、中间站集中存储、一次转入封装容器的作业流程,攻克了以“双管单袋”为基本特征的月面钻取采样关键技术,研制了工程样机并开展了全流程试验验证,形成了嫦娥五号独具特色的月面采样作业技术体系。2012年至2020年,邓宗全团队与工程承研单位——北京卫星制造厂组建了嫦娥五号月面钻取子系统产品研制联合团队,成功研制出钻取采样子系统飞行产品。2020年12月2日,采用预编程自主作业与月-地遥控相结合的操作方式,在采样点月壤颗粒状态非确知的极端工况下,圆满完成了钻进取芯、提芯封口、缠绕整形、样品传送和避让展开等关键作业任务。 黄玉东团队完成了取芯软袋型号产品研制任务。针对钻取剖面层序样品的原位封装与整形难题,创新设计了高分子纤维“绳-袋复合”一体化结构,形成了取芯软袋产品的标准化织造工艺,突破了取芯软袋组件形-性定量可控、绳-袋过渡段应力均化等核心技术。研制的取芯软袋产品具有耐高温、易翻折、质地柔软、结构致密等优势,经受住了月面采样的严酷工况考验,满足了原位取芯、样品封口和缠绕整形等功能需求,圆满完成了月壤剖面层序样品的封装任务。 赵阳团队针对钻取子系统作业效能验证和机构动力学优化等技术难题,研制了钻取子系统地面验证支持平台,构建了面向任务决策的快速分析应用数据产品,对机构动力学分析、钻取策略优化、故障模式预案设置等工作提供了多维度的数据应用支撑,实现了对钻取采样过程的全方位在线监视和专家决策支持,保障了嫦娥五号钻取采样全流程地面演练及在轨作业状态判读。 张学习团队针对月表高温作业机械臂轻质、高刚度、高强度、耐热材料的苛刻要求,解决了晶须增强铝基复合材料的适应性设计与制备、薄壁管材和复杂锻件热成形与控性、产品强韧化与尺寸稳定化处理等关键技术,研制了高性能机械臂结构件,完成了弯扭联合加载装置研制及机械臂刚度与强度考核,为机械臂多点、多次采样及样品精准转移提供了技术支撑,在月面采样作业中表现出优良性能。
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