文章转载自《光电汇OESHOW》
甘棕松，华中科技大学武汉光电国家研究中心教授
从始至终，甘棕松心里只有一个想法：研发国产光刻技术。听起来有些异想天开，但是他已经有了实质性进展。
沉迷光刻，不畏质疑
年，还在南开大学读本科的甘棕松无意中看到了德国StefanW.Hell教授一篇关于超分辨成像技术的研究论文（年，他因该技术获得了诺贝尔化学奖），便对超分辨技术产生了浓厚兴趣。当时Hell教授是全球研究超分辨成像技术的第一人，甘棕松希望能够博士阶段跟随他继续深造，可惜终因专业背景不匹配未能如愿。
除了利用光能够看得很小，还能利用光来制造得很小吗？恰巧，在地球的另一端，澳大利亚斯威本科技大学的顾敏院士正在研究超分辨光刻技术。这同样吸引了甘棕松。虽然应用不同，但是研究的本质却是相同的：把光作为最小标尺。于是，年从南开大学毕业后，甘棕松毅然决然地远赴澳大利亚，师从顾敏院士。
超分辨光刻技术跟超分辨成像技术一样，在当时绝无仅有。怎么研究，用什么设备，都毫无案例可循。据甘棕松回忆，当时的他们全凭感觉，“去Hell教授那里取取经，自己再琢磨琢磨，就开始干了。”好在顾敏院士申请了一些经费，经得起他们“折腾”，买来的零部件用不上时就经常被师弟师妹们“借走”。
摸着石头过河的路注定是崎岖不平的。第一次实验结果就问题很多。他们的实验室离马路较近，每次车一经过，实验装置的影像就开始晃动。就这样调了大半年，精度还只能在nm上下浮动，始终不能再提升一步。经过他们反复研究，发现还是振动影响了精度。于是自学机械知识，优化了装置，最终解决了振动问题。
甘棕松坦言，研究光刻技术期间，不仅很多技术、工艺问题要解决，还会遭到同行的质疑和不理解：你们为什么要研究这个？这个有什么用吗？用精度、稳定性都更好的成熟的电子束曝光技术实现光刻不是更好吗？
虽然不甘，但是面对质疑却无从解释。“对于这个研究方向，我们也是在摸索中，不知道它的优点在哪里，没办法说给同行听。但是，做研究不就是要做意想不到的东西么，所谓创新，即是如此。一边做，一边获得启发。做科学研究，往往就是最开始只是一点点想法、一点点思路，后来才慢慢研究出整个体系，造福于人类。没有人能够未卜先知它十年后能有多大用处，只有敢去做，你才有可能将0变成1，然后成为世界的领先者。”甘棕松很无奈却又很坚决地说。
甘棕松正在带领学生做钙钛矿量子点掺杂光刻胶实验
被质疑的多了，当然有时候也会质疑自己，尤其是研究结果一直没有进展的时候，但每次想一想，甘棕松还是坚持了下来。甘棕松说：“既然开始了，那便要坚持到底。光学这个行业和快消品不同，短时间内看不到研究结果，需要沉下心来。”
就这样，直到年，甘棕松才把大部分理论研究清楚，又过了3年，才能够展示出一些现象。
年，甘棕松顺利博士毕业，而后的三四年继续跟随顾敏院士从事光存储的研究，后于年回国。
祖国需要什么，我就研究什么
“中国从历史上来看始终具备世界大国的基因和潜质。我们如何超越别国，如何抵住别国对我国的打压，不是论文发得比别人多，而是拥有能够不被别人‘卡脖子’的一个个设备仪器、工艺技术等这种实实在在的东西。试问一下，论文比别人发得多，但是用的实验设备全都是进口，这又有什么意义呢？所以论文不是最重要的，它只是一个表象，国家需要的技术才是我们的研究方向。”
这一段话，甘棕松对每一位来他课题组读硕读博的学生都说过。他希望自己的学生能够传承自己的科研理想，也希望他们能够成为一批批对国家有用的贡献者。而他自己，也是这么律己的。
源于对光刻技术历史发展的研习，深知其对我国发展的重要意义，甘棕松一回国，便决定继续研究光刻技术，并努力将科研落地。可是，将科研成果产业化本身就不是一件容易的事，尤其对于一个“一无所有”刚刚回国的学者来说更是不易。场地、资金、人才三大问题都亟需解决。
在经过一番考察之后，甘棕松选择了地处武汉光谷的华中科技大学。不同于普通的创业公司，光学行业对场地、设备都有特殊的要求，而武汉光谷集聚了从光学元器件、激光器到光学平台一条线的本地生产商，不仅可使前期投入成本低，后续售后服务也方便快捷。这些条件满足了甘棕松创业初期的基本要求。
“但是最难找的还是合适的人。”甘棕松无奈道，“在国内，研究超分辨光刻技术的人屈指可数，想要研制仪器更是经验匮乏，高校学生通常都要经过漫长的时间才能理解我们研究的是什么，尤其对于配套的软件系统，国内也没有现成的，都要自己开发。等到有经验了，又被规模更大、工资待遇更好的大公司挖走了，替别人做了嫁衣。”
除华中科技大学里的实验室，甘棕松还在鄂州建设了平米的研发基地，组建了有七八人的小团队。为了留住人才，团队中核心成员都是甘棕松在其毕业前就进行“情感沟通”留下的。
沿着一条河，找到了整片森林
研制设备可比研究理论复杂得多，不仅要懂光学，还要了解很多机械加工、软件开发，配套材料研制等方面的知识。很多非标的光学机械零部件都需要工厂单独定制。光学零部件在实验过程中为了达到满意的效果，需要经常改进，定制的数量都是个位数，而加工厂定制一般都是以千或万数起批，像这种量少的定制品往往加工周期被拖了又拖，一等就是个把月。如此一来，不仅定制单价成本颇高，而且制定周期长，严重影响了团队的研发进度。
无奈之下，甘棕松带着团队搭建了自己的机械加工平台，精密数控CNC，精密车床，磨床，各种钣金设备等一应俱全。如今所研制光学设备上几乎所有的机械零件都可以自己加工，大到米级的光学面包板，小到各种镜片安装架，“这样效率快很多，哪里对不上了，可以马上改。改好了再拿过来试，直到符合为止。”
典型的一个例子是甘棕松花了一年时间自主研发的机械开关，不仅比国外品牌价格便宜一半，而且上升下降时间提高至0.3ms，比国外品牌速度提升一倍多,还承诺免费换新。甘棕松团队研制的机械开关寿命测试一天最高开关可达万次，总寿命超过3亿次。
甘棕松团队自研的光学机械件
“其实对于光学装备来说，机械加工平台并不难实现，最难的是配套的软件和材料。不懂设备的人，是开发不出配套的软件的。”设备软件不同于OFFICE或者某APP等的软件，软件编程人员需要在了解光学设备的原理、性能、安全边界等基础之上开发；它也不同于互联网代码，需要根据设备建立一行行的原创代码。
“例如光学传感器都有饱和光强，如果开发软件的人将饱和光强边界设置超过了传感器本身能够承受的界限，使用者未按照使用说明用了超过边界的光强，就容易把硬件损坏。如果是几百万的大设备，损失更加惨重。”
从技术层面上来说，软件开发人员除了懂设备，还需要了解C语言等编程语言，才能把设备思维变成计算机语言，这对光学人来说，又是一大考验。
在光学装备软件集成开发领域，甘棕松带领的小团队经过多年的辛苦积累，在国内逐渐积累了声誉。目前，包括光谱仪、相机或图像传感器、移动台、振镜、数据采集卡、空间光调制器、光束测量与分析等在内的50多个种类的电控光学零部件，都实现了在一个软件上的完全兼容，从而实现光学装备软件高质量快速集成开发。除此之外，团队还编写了设备软件集成开发指南，指导软件开发人员如何实施光学装备快速集成开发。
如今，他的实验室里所有设备使用一套大型装备集成软件，包含仪器设备控制、数据采集、分析和可视化等众多功能。“当别人还在预约设备，想把扫描电镜拍的照片做检测分析时，我们这边就马上可以自动识别检测；当设备出现故障时，我们的软件可以进行精确诊断和提示，大大节省排查时间。”甘棕松谈到：“不少国内用户在使用美国开发的著名图像编程软件编写光学设备控制软件时，因为经常碰到界面复杂，程序诊断费时，开发高质量数据分析与可视化模块困难，因而最终最多只能实现实验室样机级的软件，离商用设备对软件的要求还很远。基于光学装备软件集成开发能力，团队服务了多个国内用户，帮助他们在很短的时间之内开发出达商用设备要求的光学设备软件，实现了集仪器控制、数据采集、数据分析和可视化于一体的众多功能，大大节省了软件开发费用，摆脱软件开发的困扰。”
而材料方面，甘棕松团队自主研发了直写光刻配套的多种光刻胶，拥有了标准光刻胶产品和定制化光刻胶的开发能力。除了适用于单光束直写光刻的有机树脂类光刻胶之外，团队还将磁性纳米颗粒，发光量子点，稀土发光材料等掺入到光刻胶中，助力用户实现磁性传感，微纳发光器件，光学引线键合等多种功能。团队针对用户需要所开发的配套材料，解决了用户的后顾之忧。
除了单光束直写光刻外，甘棕松一直从事双光束超分辨光刻技术的研发。起始于年，经过13年在原理、软件、材料、整机设备等多个方面的精心研发，甘棕松始终力图做出创新的科技成果并将其变成一台台摆在大家眼前的设备。除了形成了飞秒激光双光束超分辨直写光刻系统整机量产能力外，团队还形成了双连续激光超分辨三维直写光刻系统整机量产能力，并试制成功了双光束超分辨投影光刻系统整机。
团队研制的双连续激光三维超分辨直写光刻系统
历史上光刻机的光刻技术发展路线一直以短波紫外光刻为主流，从第一代紫外光刻波长nm，第二代nm，到第三代nm，第四代nm，以及第五代极紫外光刻技术波长13.5nm。随着芯片技术向纵深发现，光刻机技术发展未来走向如何，无人知晓。但甘棕松希望他提出的的双光束超分辨投影光刻技术能够发展出第六代双光束超分辨光刻机，通过原始创新实现对国际的超越。
光刻机的路上还有很多坎要迈，但是因为坚持，他正在一步步靠近目标。
=========分界线========
上海津镭光电科技有限和甘宗松老师合作的SuperLithography3D现已经正式对外销售。
SuperLithography3D纳米光刻系统提供纳米级高精度的无掩膜光刻和纳米级3D微纳结构打印，配合定制的软件系统，可以智能完成高精度无掩膜光刻的制造和其它纳米级3D器件的激光直写光刻。