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测序仪和光刻机，作为生命迷信与(yu)半导体范畴的“国之重器”，其发展之路(lu)充满艰苦与(yu)挑衅。从专利抢夺战到(dao)科(ke)技(ji)暗斗，再到(dao)光学技(ji)术的周密支持(chi)，每一(yi)步都凝结着无数科(ke)研人员的血汗(han)与(yu)智慧。中科(ke)院长春光机所(suo)作为光学技(ji)术的中流砥柱，以其卓越的科(ke)研气力和创新(xin)精神，为国产(chan)测序仪和光刻机的崛起提供了坚固保障。正在未来的科(ke)技(ji)合作中，我们期待更多的“国之重器”正在光学技(ji)术的助力下，闪耀世界科(ke)技(ji)舞(wu)台，为国家的繁荣与(yu)发展注入(ru)源源不断的动力。
测序仪和光刻机，作为生命迷信与(yu)半导体范畴的“国之重器”，其发展之路(lu)充满艰苦与(yu)挑衅。从专利抢夺战到(dao)科(ke)技(ji)暗斗，再到(dao)光学技(ji)术的周密支持(chi)，每一(yi)步都凝结着无数科(ke)研人员的血汗(han)与(yu)智慧。中科(ke)院长春光机所(suo)作为光学技(ji)术的中流砥柱，以其卓越的科(ke)研气力和创新(xin)精神，为国产(chan)测序仪和光刻机的崛起提供了坚固保障。正在未来的科(ke)技(ji)合作中，我们期待更多的“国之重器”正在光学技(ji)术的助力下，闪耀世界科(ke)技(ji)舞(wu)台，为国家的繁荣与(yu)发展注入(ru)源源不断的动力。
测序仪和光刻机，离别(bie)是生命迷信与(yu)半导体范畴的两大(da)“国之重器”。
虽然它们的用途分歧，一(yi)个(ge)帮我们破解生命的密码，一(yi)个(ge)用来“画”脱手机和电脑里那些复(fu)杂到(dao)肉(rou)眼(yan)都看不见(jian)的芯片电路(lu)。但确实(shi)值得放正在一(yi)路(lu)来说说，因为测序仪和光刻机有着战略上的许多相似之处，而且它们背后有一(yi)个(ge)相同的幕后功臣。
首(shou)先，它们背后都有一(yi)场场猛烈的专利抢夺战，核心就是抢占技(ji)术制高点。
基因测序技(ji)术从第一(yi)代到(dao)往常的高通量测序，专利战几乎贯串整个(ge)发展史。以二代测序为例，2000年(nian)月，两大(da)巨头Illumina和Life Tech展开了猛烈合作。Illumina的“边合成边测序”技(ji)术和Life Tech的半导体测序技(ji)术，都通过专利结构拼命圈地。它们互相告状，官司打了几年(nian)，末了以和解收场。专利战的目标不只是保护技(ji)术，更是为了垄断市场。像Illumina一(yi)度(du)占有全球测序市场70%以上的份额(e)，靠的就是专利“护城河”。
后来者如中国的华大(da)智造，另辟门路(lu)搞自(zi)立(li)研发，试图避开专利雷区，也(ye)依然免不了正在2019年(nian)最先被Illumina告状，尽管(guan)诉讼终究达成和解，Illumina其后又最先加大(da)游说力度(du)，使美国国会进一(yi)步通过法案限制华大(da)等中国公(gong)司，直至中国商务部今年(nian)的反击，正在隐忍多年(nian)后，给出了对Illumina禁止入(ru)口到(dao)中国的裁决。
光刻机的专利战更像是一(yi)场“光学霸权”抢夺战。荷兰ASML是当今光刻机范畴的绝对霸主，但它的崛起背后也(ye)有专利博弈(yi)。尼康和ASML曾正在浸润式光刻技(ji)术上爆发专利纠纷，双(shuang)方正在美国、日本等地提起多告状讼。后来，因为EUV技(ji)术的专利壁(bi)垒太高，加上美国的技(ji)术授权限制，日本厂商逐渐退出合作。
其次，测序仪和光刻机都深深卷入(ru)了近年(nian)来的科(ke)技(ji)暗斗，贸易摩擦直接(jie)影响了它们的全球供给链(lian)和市场结构。
测序仪的贸易摩擦更多围(wei)绕数据安全和生物安全。基因数据被认为是战略资(zi)源，美国对中国测序企业的关(guan)注从2010年(nian)月就最先了。无论是“实(shi)体清单”还是《生物安全法》，这些摩擦表面是贸易问题，背后是对基因科(ke)技(ji)主导权的抢夺。
而光刻机的贸易摩擦简直就是科(ke)技(ji)暗斗的缩影。美国从2018年(nian)起，通过出口管(guan)制法案（ECRA）和“实(shi)体清单”，限制ASML向中国出卖EUV光刻机。2020年(nian)，美国进一(yi)步施压荷兰政(zheng)府(fu)，禁止ASML向中国出口高端设备，理由是“国家安全”。
更重要的是，测序仪和光刻机正在战略上的重要性，怎么夸大(da)都不为过。它们不只是设备，更是科(ke)技(ji)主权的象征(zheng)。
基因测序被认为是未来医疗、农业甚至国防的基石(shi)。掌握(wo)测序技(ji)术，等于握(wo)住了生物科(ke)技(ji)的“钥匙”。大(da)国合作中，谁能快速、低成本地测出基因序列，谁就能正在精准(zhun)医疗、生物兵器防御上占先机。比如，美国通过Illumina等企业，试图主导全球基因数据库，掌控数据话语权。中国则靠华大(da)智造等公(gong)司，力争正在测序设备和数据分析上完成自(zi)立(li)可控，幸免基因资(zi)源外流。这种合作表面是技(ji)术，实(shi)则是对未来生命科(ke)技(ji)制高点的抢夺。
光刻机是芯片制造的核心，直接(jie)决定了芯片性能和产(chan)量。古代社会，从手机到(dao)导弹，几乎啥都离不开芯片。所(suo)以，光刻机的战略地位简直是“产(chan)业命脉”。目前，ASML的EUV光刻机全球独一(yi)份，美国通过控制ASML，直接(jie)掐(qia)住了全球芯片供给链(lian)的脖子。中国要发展高端芯片，必需突破光刻机技(ji)术，否(fou)则只能正在低端市场打转。
测序仪决定生物科(ke)技(ji)的未来话语权，光刻机掌控信息科(ke)技(ji)的命脉，两者都是大(da)国合作中“谁也(ye)输不起”的赛道。
而更巧的是，这两件神器背后，有个(ge)共同的“大(da)功臣”——周密的光学技(ji)术。
先来说说测序仪，简单点说，它就是一(yi)台“读(du)”DNA的呆板。设想DNA像一(yi)串长长的字母链(lian)，上面写满了A、T、C、G这些“密码”。测序仪先把DNA剪成小段，复(fu)制很多份，然后粘正在一(yi)个(ge)小芯片上。接(jie)着，它用一(yi)种带荧光“标签”的化学物质，像是给每个(ge)字母点上彩色小灯。激光一(yi)照，这些小灯就亮起来，分歧字母亮分歧颜色，仪器里的相机“咔嚓”一(yi)拍(pai)，把这些光信号记上去。电脑再把这些彩色信号翻译(yi)成字母，拼出一(yi)长串DNA序列。这过程就像是用灯和相机把生命密码一(yi)行行“拍(pai)”上去，酿成我们能读(du)懂的东西。
再来看光刻机，它是造芯片的“大(da)手艺人”。芯片上那些细得连用显(xian)微镜(jing)都看起来费力的电路(lu)，就是光刻机“画”出来的。它的原理有点像老式幻灯片投影仪：先有个(ge)光源，射出迥殊强的光，比如深紫外光或者极紫外光；光透过一(yi)个(ge)刻着电路(lu)图案的“模板”（专业名(ming)叫掩模），再通过一(yi)堆周密透镜(jing)，把图案减少，投到(dao)涂了感(gan)光胶的硅片上。感(gan)光胶被光一(yi)照，性质就变了，之后再用化学方法“洗(xi)”掉一(yi)部分，留下电路(lu)的外形，末了再刻一(yi)层层，叠(die)出一(yi)个(ge)完备的芯片。整个(ge)过程就像是用光正在硅片上“印”蓝图，细到(dao)几纳米，比头发丝还薄几万倍(bei)。
测序仪和光刻机虽然干的活儿完全分歧，但它们都离不开光学技(ji)术。比如，两者都必要迥殊精准(zhun)的透镜(jing)，测序仪得靠它分明地“拍(pai)”下微弱的荧光信号，光刻机得用它把电路(lu)图案缩到(dao)纳米级(ji)还不能走样。它们还都得用上稳(wen)定的激光，光刻机用激光“画”线(xian)，测序仪用激光“点亮”DNA信号。还有，测序仪和光刻机都得有敏捷的相机或者探测器，特(te)地捕捉光信号，测序仪用它看荧光颜色，光刻机用它搜检图案有无偏(pian)偏(pian)差。总之，光学零碎(sui)正在这两台呆板里，就像是它们的“眼(yan)睛”和“手”，得又准(zhun)又稳(wen)。
说到(dao)光学技(ji)术的硬核支持(chi)，海内(nei)有个(ge)处所(suo)不得不提——中科(ke)院长春光机所(suo)。
中科(ke)院长春光机所(suo)，全名(ming)叫中国迷信院长春光学周密机械与(yu)物理研讨所(suo)，是个(ge)正在光学范畴响当当的处所(suo)，号称“中国光学的摇篮”。
长春光机所(suo)的故(gu)事得从1952年(nian)说起。那时候新(xin)中国刚成立(li)没几年(nian)，科(ke)技(ji)基础还很薄弱，国家急需搞科(ke)研的处所(suo)。1952年(nian)，正在吉林长春，一(yi)群(qun)迷信家和工人一(yi)路(lu)收拾(shi)出一(yi)片地儿，筹备建个(ge)研讨所(suo)，这就是长春光机所(suo)的前身——中国迷信院仪器馆。当时的条件可没目前这么好，迷信家们自(zi)己动手平地、填坑(keng)，硬是把这处所(suo)建起来了。
研讨所(suo)的创始(shi)人之一(yi)是王大(da)珩院士，他(ta)可是中国光学界的“大(da)牛”。正在他(ta)的领导下，长春光机所(suo)从一(yi)最先就瞄准(zhun)了光学和周密机械，目标是为国家的产(chan)业和国防搞出点真家伙。1950年(nian)月到(dao)1960年(nian)月，长春光机所(suo)参(can)与(yu)了不少大(da)事儿，比如“两弹一(yi)星”工程，他(ta)们造出了高精度(du)的光学仪器，帮着导弹和卫星瞄准(zhun)目标，立(li)了大(da)功。
1999年(nian)，长春光机所(suo)和长春物理所(suo)合并(bing)，成了目前的模样。从建所(suo)到(dao)今天，70多年(nian)过去，长春光机所(suo)一(yi)直是海内(nei)光学研讨的“顶梁柱”，创造了一(yi)堆“中国第一(yi)”：第一(yi)台红宝石(shi)激光器、第一(yi)台大(da)口径光学望远镜(jing)、第一(yi)套导弹光学制导零碎(sui)……这些成果(guo)听着就挺牛，现实(shi)也(ye)真挺牛。
长春光机所(suo)正在光学和周密机械范畴攒了不少绝活儿。
长春光机所(suo)最擅(shan)长的就是造各种能“看”东西的仪器。他(ta)们搞出了很多高精度(du)的光学设备，比如大(da)口径望远镜(jing)，能看得比谁都远，装正在卫星上能拍(pai)地球的“高清写真”。还有显(xian)微镜(jing)，能看到(dao)细胞甚至更小的玩艺儿。这些技(ji)术不光用正在科(ke)研上，还用正在产(chan)业检测、医疗设备里，帮着医生看分明病人体内(nei)的“小毛病”。
说到(dao)激光，长春光机所(suo)可是海内(nei)的“老前辈”。他(ta)们1960年(nian)月就搞出了中国第一(yi)台红宝石(shi)激光器，后来又研发了一(yi)堆更厉害的激光设备。目前，他(ta)们的激光技(ji)术用正在各种处所(suo)：产(chan)业上能切金属跟切豆腐似的，医学上能拿来做手术，连国防上都能用来搞激光兵器或者正确制导。总之，激光这块，他(ta)们玩得挺溜。
长春光机所(suo)正在空间光学上也(ye)有一(yi)手。简单说，就是给卫星、飞船装上能看清东西的“眼(yan)睛”。比如“嫦娥”探月工程、“神舟”飞船上的一(yi)些光学设备，就有他(ta)们的手笔。他(ta)们造的星载相机，能从几百公(gong)里外拍(pai)地面，假如清除大(da)气滋扰等限制，连车牌号都能看清。这些技(ji)术直接(jie)帮国家正在航天范畴站稳(wen)了脚跟。
除了光学，长春光机所(suo)还迥殊擅(shan)长周密机械。啥叫周密？就是细到(dao)你设想不到(dao)的地步。他(ta)们能造出误差不到(dao)1纳米的零件（1纳米等于10亿分之一(yi)米），这种精度(du)正在造光刻机、测序仪这些高精设备时迥殊枢纽。他(ta)们还搞过不少机械手、自(zi)动化设备，帮工厂把生产(chan)效率提上来。
光电探测是长春光机所(suo)的另外一(yi)大(da)强项。简单说，就是能捉住光信号，转成电信号，再分析出来。他(ta)们做的高敏捷度(du)探测器，能捕捉到(dao)迥殊微弱的光，比如测序仪里用的CMOS传(chuan)感(gan)器，能“看”到(dao)DNA发出的荧光信号。这些技(ji)术正在基因测序、夜视仪、遥感(gan)卫星上都有大(da)用处。
长春光机所(suo)的技(ji)术可不只是“高冷”的实(shi)行室玩艺儿，他(ta)们迥殊会把技(ji)术酿成真能用的东西。早年(nian)主如果(guo)给国防干活，帮着造导弹、卫星的瞄准(zhun)零碎(sui)。后来慢慢转到(dao)民用范畴，比如帮着企业造医疗仪器、产(chan)业激光设备，还跟华大(da)智造、国望光学这些公(gong)司合作，把光学技(ji)术用正在基因测序和芯片制造上。
比如光刻机的光源零碎(sui)，难度(du)迥殊大(da)，特(te)别(bie)是极紫外光源，波是非到(dao)只要13.5纳米，还得功率高、稳(wen)定性好。长春光机所(suo)就正在这方面用力钻研，搞出了超平整的反射镜(jing)宁静面镜(jing)，平到(dao)误差不到(dao)1纳米，帮国产(chan)光刻机光源零碎(sui)打下了基础。他(ta)们还正在深紫外光源的稳(wen)定性高低了狠功夫(fu)，让国产(chan)设备少走不少弯路(lu)。
还有个(ge)厉害的，就是高端CMOS相机芯片，这种芯片正在测序仪和光刻机里都少不了。测序仪用它拍(pai)荧光信号，光刻机用它检核对准(zhun)误差。长春光机所(suo)开发的高性能CMOS芯片，迥殊敏捷，还不容易受滋扰，帮测序仪看清微弱的光，也(ye)让光刻机的对准(zhun)更准(zhun)。这些技(ji)术可不是光正在实(shi)行室里玩，他(ta)们还和企业合作，把成果(guo)酿成了真能用的东西。
比如说，长春光机所(suo)他(ta)们和华大(da)智造合作，这家企业是海内(nei)基因测序的“大(da)牛”。华大(da)智造的高通量测序仪对光学要求迥殊高，长春光机所(suo)就帮他(ta)们弄了高精度(du)的镜(jing)头和激光零碎(sui)，让设备性能直追国际(ji)水平。再比如和国望光学的合作，国望是搞高端光学元(yuan)件的，他(ta)们一(yi)路(lu)攻关(guan)光刻机用的曝光光学零碎(sui)，搞出了面向28纳米工艺的设备，填了海内(nei)空白。通过这些产(chan)学研合作，长春光机所(suo)直接(jie)让许多国产(chan)设备硬气了不少。
长春光机所(suo)还迥殊擅(shan)长把技(ji)术酿成产(chan)物。他(ta)们的高精度(du)光学加工技(ji)术，已经用正在国产(chan)光刻机和测序仪的核心零件上了，激光技(ji)术也(ye)用到(dao)了各种周密制造里。这些成果(guo)不仅让海内(nei)企业少花冤枉钱买入(ru)口货，还拉动了一(yi)整条产(chan)业链(lian)。能够说，长春光机所(suo)正在光学这块，给“专精特(te)新(xin)”四个(ge)字做了个(ge)硬核注解。
测序仪和光刻机这两件“国之重器”，背后都站着光学技(ji)术这么个(ge)“超级(ji)英雄”。而长春光机所(suo)就像是给英雄打造装备的“大(da)匠”，从实(shi)行室到(dao)工厂，从技(ji)术到(dao)产(chan)物，一(yi)步步让中国正在这两大(da)赛道上站得更稳(wen)，走得更远。正在未来的科(ke)技(ji)合作中，我们期待更多的“国之重器”正在光学技(ji)术的助力下，闪耀世界科(ke)技(ji)舞(wu)台，为国家的繁荣与(yu)发展注入(ru)源源不断的动力。
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