日本这项技术不仅领先中国30年，甚至垄断全球？有没有夸张呢？

提到高端制造领域，"日本技术领先中国三十年、甚至垄断全球市场"的说法曾一度广为流传，这样的论断究竟是客观事实还是言过其实？

事实上，无论是半导体薄膜制程还是精密不锈钢箔材，海外企业长期把持核心技术已是不争的事实，而中国的突围故事同样值得深入探讨。

晶片究竟要如何才能做到极其微小，小到每一层薄膜都必须以原子为单位来计算？

为了制造出更强大的晶片，半导体产业链上的各家大厂不断拿出压箱底的技术，一方面发展环绕式闸极、3D封装等新设计，另一方面引入极紫外光曝光机，来刻出更加微小的电路。

然而，要做出这些复杂的设计，前提是必须拥有良好的基底，也就是要能在晶圆上生长出一层层仅有原子厚度的材料。

如今，这道"薄膜制程"已成为半导体制程中的一大关键环节。要如何精准地做出最薄、仅有原子厚度、并且生长得非常均匀的薄膜？

例如说三纳米，就必须精准地是三纳米，不能多也不能少。目前唯一能达成此目标的方法，就是原子层沉积技术，简称ALD。

半导体如今已经是一个极为庞大的产业，就算是知名企业作为其中的领军者，仍然无法脱离整个产业链独自完成晶片制造。

因为晶片制程中会使用到的大量材料与设备，例如晶圆、光阻剂、曝光机等等，都需要来自分散在全世界的企业共同提供。

这庞大的产业链，也充分反映出制造一块晶片有多么复杂与困难。从生产的技术层面来说，晶片制造的关键就在于"微影制程"。

简单来说，微影制程就是一层一层地在"盖"材料，并透过沉积、曝光、蚀刻这三个步骤的循环，如同盖房子一般，逐渐向上盖出完整的晶片。若要打造出又薄又稳定的晶片，第一步至关重要。

若没有良好的基底，就如同手拉胚的黏土品质本身就有问题，手艺再巧也无法做出好作品。

在薄膜制程中，材料学家开发了许多种选择来处理这项任务，大致可以分成物理与化学两大类。

其中在半导体制程中，化学气相沉积CVD是非常常见的方式，透过化学反应的方式在材料上生长出所需的材料。

然而，当业界追逐摩尔定律，发展3D、复杂结构的电晶体构造时，薄膜也开始需要顺着结构弯曲，并追求精度更高、更一致的品质。

随着更小的半导体节点竞争日益激烈，晶片的设计也变得越来越复杂，从过去的平面电晶体，到现在主流的FinFET鳍式场效电晶体，再到目前正努力开发的GAA环绕式闸极电晶体，其差别显而易见，这实际上是对薄膜技术的一大考验。

材料学家的思路是：找到一种方法，让这层薄膜生长到特定高度时就停止继续生长。这种方法就称为原子层沉积ALD，顾名思义，即以原子层为单位进行沉积。

ALD可以视为化学气相沉积CVD的改良版，所选用的气体前驱物具有显著的"自我局限现象"，让工程师可以控制每次都只铺上一层原子的厚度。

以氧化锌镀膜为例，第一前驱物是二乙基锌，当锌与基材作用之后，其他想靠上来的二乙基锌就会被其身后如尾巴般的乙基所阻挡，从而确保最后在基板上的只有一层二乙基锌。

接着通入第二前驱物——水，水与二乙基锌产生化学反应，最终形成氧化锌，ALD的一次流程便完成了。最终成长到成熟形态的ALD，几乎能够应付所有的制程条件。

在ALD领域的龙头厂商方面，ASM是全球领先的半导体设备制造厂商，历史超过五十年，自1968年Arthur del Prado在荷兰创立ASM以来，该公司一直致力于推进半导体制程的先进技术。

至今，ASM不仅在ALD市场占有超过55%的市占率，也在PECVD、磊晶等领域扮演着重要角色。

当然，ALD显然并不是薄膜制程的终点，ASM也持续开发新技术，例如PEALD电浆原子层沉积，其反应温度不仅更低，还能加快反应速度，因此能满足更多的制程需求。

回到开篇的疑问：所谓"日本技术领先中国三十年、垄断全球"的说法，究竟是否夸张？答案就藏在中国制造的另一项突破里。

曾几何时，超薄不锈钢精密箔材，也就是大众熟知的"手撕钢"，是牢牢卡在中国高端制造领域的"卡脖子"材料，一张A4大小售价高达400元，仍一材难求。

2016年，太钢正式组建"手撕钢"创新研发团队，34岁的青年工匠段浩杰主动扛起重任，成为首批15名核心研发成员之一。

轧制工序的两万余种参数组合、频发的断带难题、瞬间碎裂成粉末的钢带，都未能阻挡他们的脚步。

攻坚的两年多时间里，段浩杰几乎以厂房为家，办公室里一米多高的工作笔记，密密麻麻记录着每一次试验的参数与优化方案。

团队攻克175项设备适配难题、452项工艺优化难题，历经711次极限试验后，2018年初，0.02毫米、600毫米宽幅的国产手撕钢成功量产，实现世界首发，彻底打破海外数十年的垄断格局。

2020年9月，团队再度突破极限，成功批量生产出0.015毫米超宽幅手撕钢，刷新自身创下的世界纪录。

从半导体薄膜到精密钢材，海外的技术领先并非不可逾越，所谓"领先三十年"甚至"垄断全球"的论调，在中国工匠十年如一日的坚守与突破面前，早已成为过去式。

看似薄薄一片的材料，承载的正是中国制造的硬核实力，也彰显着新时代工匠敢闯敢拼的创新精神。