李志松（右一）在指导学生。

　　李志松 上海电机学院半导体精密测量协同创新研究中心负责人，获得中国产学研合作创新成果奖、“申教名匠”等多项荣誉。

　　本版摄影 青年报记者 吴恺

　　在以纳米为度量单位的半导体世界里，有一群鲜少走到聚光灯下的“把关人”。一颗芯片从晶圆厂走向生产生活、千家万户，需要经历一道道精密检测，而他们所做的，正是从细微处发现缺陷、校准误差，为后续工艺调整提供依据。

　　上海电机学院半导体精密测量协同创新研究中心负责人李志松，便是其中一位。

　　在国产芯片疾驰向前的浪潮中，他将目光投向产业链前端，从提升量测精度，到为行业验证确认研究方向的底层数据算法，帮助企业减少试错成本、缩短研发周期、把握市场窗口，更推动行业全链条效率提升。近年来，他带领团队获得中国产学研合作创新成果奖等多项荣誉，不久前又获评“申教名匠”。青年报记者 林千惠

　　半路转行

　　走进半导体量测世界

　　“量测就像给芯片做体检。只有准确发现缺陷、找出偏差，工程师才能有针对性地调整工艺，提升产品良率到95%以上。”

　　在上海电机学院产研融合大楼的实验室里，李志松拿起一枚晶圆，向记者比画着。房间里，各式精密仪器安静运转，其中一台设备装着高倍放大镜，它可基于光学原理测量薄膜厚度，精度可达2纳米。

　　一根头发丝的直径约为80000纳米。换句话说，这台仪器能在一根头发丝的横截面上，分辨出40000层薄膜。

　　在半导体行业，造出芯片只是第一步，更难的是保证产品具有较高的良率和稳定的一致性。薄膜是否均匀，厚度是否达标，表面是否平整……这些肉眼无法识别的纳米级问题，都需要借助精密光学量测设备捕捉。

　　半导体量测设备就像一双敏锐的“眼睛”，为半导体制造及时发现误差、校准工艺。

　　鲜为人知的是，李志松其实是“半路出家”。

　　2017年，国内半导体产业方兴未艾，怀揣着为国家做点儿事的朴素愿望，也看准了国产替代带来的历史机遇，李志松从传统工业领域转向半导体光学量测研究。

　　“课本上的公式和产线上的现实之间，隔着一条鸿沟。”李志松回忆，彼时，国内相关研究仍处于起步阶段，实验室中遇到的不少问题，很难直接在书本中找到答案。

　　有一次，光学测量图像中密布的噪点让他困惑不已。向企业工程师反复请教后，他才了解到，可以用高速旋转的磨砂玻璃削弱、消除亮点，平滑光场。

　　正是在一次次的实践补课中，李志松逐渐完成了从理论研究到工程应用的转变。2021年正式加入上海电机学院后，他便将全部精力倾注于半导体精密量测事业。

　　两年攻关

　　搭建算法“护城河”

　　2021年以来，李志松团队自主研发了椭偏仪样机、膜厚仪、激光干涉仪等核心量测装备。

　　椭偏仪可获取薄膜的厚度、折射率等关键光学参数；膜厚仪可以快速判断镀膜是否偏厚、偏薄或存在不均匀风险；激光干涉仪能对微小形变、表面平整度和三维轮廓进行高精度检测。这些设备正逐步走向实际应用，为国产半导体产线运转提供装备支撑。

　　但在李志松看来，造出硬件只是万里长征第一步，真正的竞争藏在底层算法这类看不见的地方。

　　“量测的核心，是从光的变化反推结构的真实状态。”李志松说，“例如做一个带通滤波，需要定上下限，国外团队有丰富的工程经验支撑，有大量的数据去约束，而我们只能一点点去摸索。”这种由时间和数据积累形成的技术壁垒，很难在短期内跨越，需要时间的沉淀，以及无数个试错、再试错的循环。

　　为了提高算法精度，李志松带领团队在实验室里扎下了根。早上8点到实验室，晚上8点离开，读论文、推公式、建模型，成为他们的日常。为了搭建一个模型，相关推理公式常常要在电脑上写满几十页纸，出错了便从头筛查、反复修改验证。

　　这种生活持续了整整两年，让他们痛并快乐着。

　　经过反复试错，团队终于打磨出一套可用性极广的量测算法，即便面对极端边界的特殊结构，也能进行捕捉。

　　“我们最大的护城河，就是这套底层算法。”李志松说。

　　与许多同行侧重设备集成的发展路径不同，李志松团队选择向底层深挖，以物理建模驱动量测，从光强分布和相位变化中逆向解析微纳结构。

　　一组数据

　　为企业减少巨额损失

　　“对半导体企业来说，一旦技术路线选错，光硬件打样就可能要浪费几百万元。”李志松说，前道工艺检测之所以被众多厂商视为“刚需”，不仅是因为它直接关系到产品良率，更是因为对处在国际竞争窗口期的中国企业而言，研发时间比物料成本更加宝贵。路线一旦出现偏差，企业损失的不只是设备和材料，还可能是几个月甚至数年的研发时间，以及稍纵即逝的市场窗口。

　　也因此，李志松团队为这些企业带去了宝贵的试错和纠正机会。一些企业在前期调研中有拿不准的数据，就会打包寄到李志松团队实验室，交由团队进行独立量测和交叉验证，相当于为路线选择进行双重把关。

　　不久前，一家半导体公司在改进设备平坦度时，制作了一枚价值70万元的三棱镜，安装后却无法使用。团队介入分析后，发现空间结构设计存在明显问题，于是协助企业调整硬件加工方案，最终挽回了近百万元的资源损失。

　　如今，李志松团队的研究成果已经从实验室走向长三角产业链。

　　截至目前，多项算法成果已实现产业化落地，与区域内10余家半导体装备企业建立了长期稳定的合作关系，合作方向涵盖白光轮廓仪、膜厚测量系统、缺陷检测算法等核心领域，相关项目年营收额超千万元，为区域半导体产业链技术升级提供了支撑。

　　与此同时，产教融合也在同步推进。团队与法博思半导体公司共建研究生联合培养基地，聘请企业高级工程师担任兼职导师，构建起“高校育才+产业用人”的双向通道，让学生能快速从产业链上汲取产业知识和经验。

　　脚踏实地

　　继续推动产品迭代

　　“无论身处哪个行业，都需要沉下心来，用心打磨。”作为一名研究者、教师，李志松最希望学生拥有的品质，是脚踏实地。

　　因为研究本身与产业一线联系紧密，李志松的研究几乎都来源于实际项目，项目指向哪里，学生的课题就追随到哪里。遇到难题，李志松总是带着学生坐下来，从小组讨论、技术拆解到分工落实，一步步寻找解决方案。

　　在育人过程中，李志松坚持因材施教。有人喜欢深耕理论，他便鼓励其挑战理论硬骨头，有人偏向工程实现，他便推动其深入企业一线摸爬滚打。在他的指导和带领下，多名学生进入“双一流”高校攻读博士学位，也有学生入职国内头部半导体设备企业，继续在这一领域深耕。

　　为了帮助学生更快适应科研环境，李志松还建立了较为系统的学生培养机制，组建4支科研创新小组，常态化开展科研培训与经验分享，帮助新生快速进入课题研究状态。近3年，团队组织组内培训36场，高年级学生指导低年级学生时长约1200小时。

　　谈及未来，李志松反复提及，团队需要深入迭代。接下来将在现有技术基础上向下深挖，从产线上不断涌现的新需求中捕捉迭代方向，一步步挖深做透。他坚信，这些日复一日的打磨，终将沉淀为国产半导体产业链的有力支撑。

　　“希望这些技术真正应用在国内半导体产业中，为行业解决问题，为国家发展提供支撑。”