为高端精密制造提供可靠“标尺”

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    本报记者 陈俊宇 本报通讯员 栾絮洁 娄筱晨
    “稳住了！”3月16日，河北雄安新区创新研究院科技园的实验室内，随着传感器数据趋于平稳，测振仪屏幕上的曲线渐渐收敛，振动幅值稳定在纳米。这一天，由国投集团所属中国电子工程设计院股份有限公司（简称“国投集团中国电子院”）自主研发建设的全球首个纳米级微振动实验室正式投运，攻克了中国高端精密制造领域又一项“卡脖子”技术。
    7月，记者前往雄安探访这个实验室背后的故事。实验室的核心装置是一台全球尺寸最大、精度最高的微振动实验台。实验台平面尺寸达到4米×4米，台体自重约50吨，设计承载能力高达20吨，可为光刻机、遥感卫星等“大国重器”提供地面“安检”。
    硬核技术的突破，源自脚踏实地的探索和攻坚。国投集团中国电子院发挥电子信息产业服务“国家队”作用，高标准建设科技创新平台，撬动产业发展多点开花，为解决国家“缺芯少屏”难题发挥关键性作用。
    瞄准产业痛点超前布局
    微振动，是高端制造领域公认的“隐形杀手”。芯片光刻、精密光学、航空航天……几乎所有尖端制造环节都绕不开微振动这个“命门”。此前，我国在微振动领域缺乏自主标准，高端设备依赖进口，核心数据被“卡脖子”。
    “光刻机国产化已经提速，微振动控制标准如果跟不上，整个链条都会被卡住。”国投集团首席科学家，中国电子院党委书记、董事长娄宇介绍，该院积极建设电子信息产业科技创新平台，坚持按照国家级标准建设国投雄安实验室，“我们的核心目标就是要解决国家最需要的、产业最关切的痛点问题”。
    2024年12月18日，雄安实验室正式启动建设。这方实验室的落地，既是国投集团中国电子院立足国家战略、深耕核心领域的长远落子，也是打通“基础研究——工程化——产业化”链条，助力科技成果转化“最后一公里”的关键一步。
    据介绍，雄安实验室聚合纳米级微振动控制、洁净技术、光电技术三大核心能力，精准补齐我国先进电子制造受控环境领域的平台空白，打破国外技术与设备垄断，自主掌控精密环境控制核心能力，构建行业标准体系，为国内高端精密制造提供统一可靠的“标尺”。
    记者了解到，目前，实验室已为来自国内外的多家主动隔振器厂商、精密设备企业完成设备测试，量身定制了符合微振动控制要求的标准。
    逐纳米校准参数
    硬核技术的突破，是一群科研人日夜坚守、逐毫较真的结果。
    “测不出来，就造不出来。”这是国投集团中国电子院首席技术官、雄安实验室项目核心负责人杨光明常挂在嘴边的话。精密测量的精度，直接决定了高端制造的上限。
    为了让实验台真正适配国内企业生产场景，微振动技术中心主任金春峰带领团队深入各大半导体、航空航天企业生产车间，发现国内半导体大型设备普遍重达十几吨，而现有微振动控制平台普遍台面偏小、承载能力不足，面对半导体整机装备、卫星全尺寸载荷这类大型精密设备，无法整机组装上台测试，只能拆件分测、数据拼接，严重制约国产高端装备定型与量产。
    历时一个多月调研，团队最终敲定平台台面尺寸达4米×4米，振动幅值范围覆盖0.001～5gal（伽），频率范围扩展至1～100Hz（赫兹）的实验台设计方案，可承载20吨的测试载荷，这填补了全球超大尺寸微振动实验台的空白，纳米级的精度指标刷新了国际行业纪录。
    实验台的调试是一场与细节的较量。为实现极致控振精度，中国电子院首席科学家冯德民院士直接把家搬到了雄安，面对面答疑、手把手带教，指导团队调试设备，开展数据论证工作。进入攻坚阶段，实验室常常彻夜通明，团队24小时轮班值守，反复采集台面不同点位的振动数据，逐纳米校准参数。“差1纳米，就可能影响整个实验结果，我们不能有丝毫马虎。”冯德民说。
    凭着极致严谨的“工程师精神”，团队历经上千次调试优化，成功攻克了隔振、激振关键核心技术，将环境振动降低两至三个VC等级，相当于在实验台面上创造出一个近乎绝对静止的环境，大大提升了国产光刻机、卫星载荷精密传感器等核心部件测试的稳定性，从而提升生产良品率。
    以科技创新推动产业创新
    国投雄安实验室的建设不仅聚焦“创新链”，形成了一系列科研成果，还瞄准“产业链”，推动成果转化为现实生产力。
    实验室建设过程中已成功申请专利14项，取得软件著作权4项，形成了微振动试验方法、隔振装置评价方法。与此同时，团队自主研发生产的主动控制隔振器已完成中试，正交付客户试用。这款产品可放置于扫描电镜、半导体加工设备等精密仪器下方，主动隔离地面振动，以保证精密仪器的稳定性。
    “这项技术我们深耕多年，来到雄安后，技术快速转化为面向市场的产品，让我们对未来更有信心。”杨光明说。
    雄安重点发展的空天信息、人工智能、未来集成智能等产业，是微振动控制的主要服务对象。目前，雄安科创平台效能持续释放，纳米级微振动实验室承接国内外各类精密测试业务，洁净技术实验室稳步推进验证工作，光电技术实验室加速建设成型，一个复合型、高水平的国家级科创高地已然成型。
    雄安纳米级微振动实验室的建设，是国投集团中国电子院积极服务国家战略、以科技创新推动产业创新的一个缩影。“‘十五五’期间，国投集团中国电子院将积极发挥服务国家电子信息产业的发展平台、半导体产业发展和专业化投资运营管理平台作用，持续完善创新体系、增强创新能力，推动更多原创技术、重大成果涌现出来，赋能中国高端制造跑出‘加速度’。”娄宇说。

来源：工人日报