在芯片制造这一“国之重器”领域，精度就是生命。近日，同济大学一项突破性成果引发业界震动：该校精密光学工程研究所团队凭借“超精密测量与光刻机工件台纳米定位技术”项目，成功将测量精度推进到0.001纳米（即1皮米）量级，相当于头发丝直径的八万分之一。这项被誉为“用光和原子打造的超级标尺”的技术，荣获国家科技奖，为我国高端芯片制造装备的自主研发提供了关键支撑。
“没有精度的测量，就没有高端的制造。”项目负责人、同济大学教授张院士在采访中这样解释研究的初衷。当前，最先进的极紫外光刻机（EUV）需要在原子尺度上控制晶圆与掩模的相对位置，任何一个微小的误差都会导致电路图案畸变。传统光学测量方法受限于衍射极限，无法突破纳米级别的瓶颈。同济团队另辟蹊径，将激光干涉测量与原子配位锁定技术相结合，创造性地构建出“光子-原子协同测量系统”。
这一“超级标尺”的原理听起来如同科幻：利用激光束与原子能级跃迁的共振效应，将激光波长锁定在特定原子谱线上，从而获得更高稳定性的“光尺”；再通过精密算法解析原子吸收光谱的细微偏移，实现亚皮米级的位移传感。通俗地说，传统尺子上的最小刻度是毫米，而这把“尺子”将刻度缩小了百万倍，且不会因温度、振动等环境干扰而变形。
技术突破的直接受益者，是光刻机核心部件——工件台。在芯片制造中，硅片被固定在工件台上，需要在纳米甚至亚纳米精度下高速移动、对准、曝光。同济团队开发的工件台纳米定位系统，正是基于这套超级标尺进行实时反馈控制，定位重复精度达到0.1纳米，足以满足未来1纳米及以下制程的需求。这一成果使我国成为全球少数掌握光刻机超精密运动控制核心技术的国家之一。
“从0.1纳米到0.001纳米，看似只是两个数量级的提升，背后却是二十年的技术积累。”团队成员回忆，最初课题组只有几台旧激光器和简陋实验室，他们从最基础的原子气室制备开始，一步步攻克激光稳频、噪声抑制、环境隔离等难题。为了验证测量系统的稳定性，团队成员常常连续数月驻守实验室，反复比对不同温度、气压下的数据曲线，最终将测量分辨率提升到皮米量级。
值得关注的是，这项技术并非仅限于芯片制造。同样运用该原理，团队还开发出用于大尺度精密测量的“光子尺”，在航天轴承、高端数控机床等领域同样大显身手。有专家评价，同济团队的成果标志着我国在超精密测量这一“精度天花板”领域站稳了脚跟，为下一代量子芯片、光子芯片等新型器件的研发铺平了道路。
国家科技奖的评语指出，该成果“解决了纳米制造中的‘测不了、测不准’痛点，是基础研究服务国家战略需求的典型范例”。目前，团队正与国内光刻机研制单位展开合作，推动技术从实验室走向生产线。张院士表示：“从0.001纳米起步，我们要让中国造芯的每一步都走得踏实、精准。”未来，随着这项“超级标尺”的普及，中国芯片产业有望在更精密的赛道上实现弯道超车。