他帶團隊回國 要攻克"卡脖子"的半導體?

(來源:Science and Technology of Advanced Materials: Methods)
在傳統認知中,認為有序的材料就是晶體,例如單晶和多晶等。2011 年諾貝爾化學獎授予了壹種短程無序、長程有序的材料——准晶(Quasicrystal)。圓柱對稱旋轉晶體與准晶類似,不同點在於,准晶需要旋轉後再平移,而圓柱對稱旋轉晶體是與單晶、准晶同體系下的新結構,它不需要平移,僅需旋轉即可實現原子排序,這是在球坐標下對稱性最高的狀態。
這種新結構的獨特之處在於,改變了電子與材料相互作用的方式。傳統電子束依賴電場和磁場調控,如同用磁鐵去約束肆處飛濺的水花。但是,電子發射大多數情況下發散分布,比如熱場發射燈絲,發射的電子束流是毫安量級(10-3),但真正又細又直、能被探測到的往往只有納安量級(10-9),中間差了百萬倍。
而圓柱對稱旋轉晶體是衍射方式約束聚焦,對電子的方向和速度都不敏感。它利用衍射效應,類似於光學中利用衍射透鏡對光線進行聚焦,把原本發散電子的方向重新約束起來,從而讓薄膜材料也具備了類似電子凸透鏡的功能。至此,類比光學中的衍射光學分支,這壹材料的誕生,使電子光學領域中,多了衍射電子光學這壹細分領域。
據理論估算,即使是非單色,非准直的電子束穿過圓柱對稱旋轉晶體,在恰當的條件下,其聚焦效率可以接近 1%,如果采用塊體電子發射源,其可被有效聚焦利用的束流強度,理論上有望比傳統方案提高數萬倍甚至拾萬倍。未來如果該方法可行,並行電子束曝光機的效率將有機會超過現有的 EUV,進而有望改變整個半導體行業的生態。

圖丨日立財團倉田獎勵金視頻采訪(來源:日立財團官網)
憑借這壹開創性貢獻,達博在國際學術與產業界獲得高度認可。2026 年,他受邀成為日立財團倉田獎勵金唯壹外籍受訪學者,接受官方視頻專訪並獲重點推介——該獎項創辦於 1967 年、底蘊深厚且門檻嚴苛,受邀參與官方專訪者寥寥無幾 [5]。
在學術圈層,日本電子束領域泰斗、大阪大學名譽教授志水隆壹,更是對其高度認可,將他視作自身學術體系的傳承接班人。
整建制歸國:壹次提前押注
為了應對台積電等的苛刻要求,美國泛林集團(Lam Research)與 NIMS 強強聯手,攻關 3 nm 量產線中刻蝕設備中與等離子體接觸的關鍵材料與核心部件。而達博是這壹聯合研究項目的負責人。
多年來,達博長期主導先進制程刻蝕設備、電子束量檢測設備的關鍵材料與核心部件領域。當前國內正處在從成熟制程向先進制程跨越的關鍵時期,中微半導體、北方華創等企業已在刻蝕設備領域取得不俗進展,但刻蝕設備底層關鍵材料與核心部件仍存在短板;相較之下,高端電子束量檢測設備的國產化整機能力更是基本處於空白狀態,亟待依靠底層材料與核心部件的自主創新實現破局。
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