全球宇宙学最好的大学（西湖大学34）

大事记

2005年：哈佛大学首次报道用于生物大分子研究的冰刻方案

2008年：一位叫韩安磐的丹麦博士在美国哈佛大学从事博士后研究，开展冰刻机研究

2011年：韩安磐发表了冰刻机制造技术

2014年：哈佛大学发表冰刻机专利

2014年：丹麦人韩安磐将冰刻机带到丹麦科技大学

2016年：浙江大学赵鼎博士研究生访问丹麦科技大学；此期间在浙江大学开展了冰刻研究

2018年：浙江大学赵鼎博士毕业前往丹麦科技大学开展冰刻研究；同年，赵鼎的导师加盟西湖大学，担任西湖大学副校长，发表冰刻研究论文

2019年：获得国家基金委重大设备开发专项600.88万元资助冰刻装置研究

2020年：赵鼎加盟西湖大学

第一章 2010年哈佛大学发表的冰刻机研究

2008-2011年，丹麦人韩安磐在哈佛大学从事博士后研究

2008年，丹麦人韩安磐在哈佛大学从事博士后研究。彼时哈佛大学在三年前已经做过冰刻的基础设备。韩安磐在此基础上，改造了第一台冰刻机，并于2010年发表了第一篇论文。

2011年，韩安磐全文发表了冰刻机的设备资料。

2011年，哈佛大学发表的冰刻装置论文

在这篇冰刻鼻祖的论文中，非常清楚地看到冰刻机的详细设计图纸。

从图纸上，我们可以清晰地看到，所谓冰刻机，只是一台在传统的扫描电子显微镜SEM设备上，增加了3个附件，金属沉积室，水蒸气发生器、液氮冷却装置，用来完成最简单的电子束蚀刻的装置。

2011年，哈佛大学在论文中公布的基于SEM电子显微镜改造的一台冰刻设备

这篇论文甚至给出了全部的液氮冷却装置配件以及金属沉积室的设计图纸。

2011年，哈佛大学在论文中公布的改造冰刻设备的配件设计图纸

2011年，哈佛大学在论文中公布的用于冰刻的金属沉积系统设计图纸

哈佛大学的论文中，给出了初步的冰刻测试结果，我们可以看到已经实现10nm线宽的金属线条蚀刻。

2011年，哈佛大学在论文中报道通过冰刻实现最低10nm的金属线蚀刻

第二章 2014-2020年丹麦科技大学的冰刻机研究

丹麦人韩安磐回到丹麦科技大学之后，一共拿到3个冰科技相关研究：

2014-2018: 有机物冰刻，28万欧元，博士生奖学金项目

2017-2019: 冰刻和3D蚀刻，13万欧元

2019-2020: 纳米电子冰刻， 13万欧元，赵鼎博士的玛丽居里博士后资助

可以看到，韩安磐不仅做了基于水的冰刻研究，而且开始开展基于其他有机溶剂的冰刻研究。2017年，韩安磐的博士生发表了有机物冰刻论文，使用了一台80千伏的扫描透射电子显微镜获得了8nm的冰刻线条。

2017年，丹麦科技大学发表的有机物冰刻论文

第三章 西湖大学的冰刻机

2016年，仍在浙江大学攻读博士学位的赵鼎访问了丹麦科技大学，并在韩安磐教授指导下，和William Tiddi（就是那位研究有机物冰刻的博士研究生）一起参与了新研发的冰刻装置的性能测试。

2016年，浙江大学官网报道的赵鼎博士访问丹麦科技大学

赵鼎博士2018年博士毕业，其博士毕业论文是《金属-电介质微纳结构谐振光学特性研究》。可以看到，赵鼎博士的研究领域是微纳光子学，而冰刻是用来制造微纳结构的一个工具而已。而其博士论文中也没有提到冰刻机。

赵鼎博士的博士论文

2018年，彼时已经身为丹麦科技大学博士后的赵鼎博士在一篇综述论文中，首次将中国和丹麦并列为冰刻研究的领先国家，并详细报道了浙江大学的冰刻装置。

2018年，丹麦科技大学博士后赵鼎发表综述论文，首次将中国和丹麦并列为冰刻研究的顶尖国家

同年，浙江大学报道了冰刻研究论文，展示了其基于冰刻的电子束蚀刻出20nm宽的线条。

而此篇论文发表之际，浙江大学赵鼎博士的导师加盟西湖大学，并担任西湖大学副校长，一并将冰刻技术研究带入西湖大学。

2018年，浙江大学发表的冰刻论文展示了20nm的金属线条

第四章 冰刻和光刻机有关系吗？

本质上，其实没有冰刻机的概念--所谓“冰刻”只是电子束蚀刻研究中的一个非常小的研究概念，其使用可挥发性的溶剂来取代传统电子束蚀刻的蚀刻剂，也不是一个颠覆性的应用概念。

我们知道，目前的半导体光刻机，本质上使用深紫外光DUV、极紫外光EUV作为光源进行的光刻技术，并非基于电子束蚀刻。因此可以说，冰刻技术和当下的DUV光刻机、EUV光刻机没有任何关系。

ASML光刻机是基于紫外光完成的光刻技术

当然，不排除在西湖大学的巨大投入研究之后，协同丹麦科技大学一起开拓出新的研究领域，为国家科技进步继续贡献力量。

西湖大学论文中赵鼎博士和导师的个人介绍

但是，所谓冰刻，解决不了任何当下国产光刻机的卡脖子问题。

第五章 西湖大学的冰刻自己就是个卡脖子

我们可以清楚地了解到两个事实：

1，所谓的"冰刻"只是一个基于电子显微镜进行改造的电子束蚀刻系统，没有任何值得一提的技术壁垒--但是该装置的所有核心--高能电子显微镜，却是中国的一个卡脖子技术，国内大学和研究所所有的高能扫描电子显微镜和透射电子显微镜都需要进口！

西湖大学冰刻机装置：在德国蔡司的Sigma扫描电子显微镜上的改造

西湖大学的论文中描述了其冰刻机装置：一台在进口的德国蔡司的扫描电子显微镜（Zeiss Sigma SEM）上的改造的电子束蚀刻机。

什么？为什么又是德国蔡司？

据悉，德国蔡司Sigma SEM的两个型号，300和500，在国内售价大约300-500万元。

而所谓冰刻，核心便在于扫描电子显微镜的电子束系统。

2，冰刻技术是美国十年前发明的技术，并且在这十年，美国人基本上不玩的技术--并没有任何的技术壁垒和重要的科学研究值得投入巨资。但是美国却在2014年发表了冰刻机专利！未来任何可能的研究成果和拓展的有价值的拓展--美国人都可以借此收取高额的专利费用！

2014年：美国专利号 US 8790863，D. Branton, A. Han, J. A. Golovchenko. Electron beam processing with condensed ice.

我们从美国的专利书中，可以看到该技术的PCT专利发表时间是：2011年11月26日，也就是那篇鼻祖论文发表前夕。这种专利布局能力才是可怕的，才是值得我国科技人员学习的！

2014年美国公开发布的冰刻技术专利

毫无疑问的是，所有公开论文的设计图纸、档案、测试资料和数据，全部放在这篇专利文件里了！

我想西湖大学、浙江大学的科学家们应该知晓所有的专利资料吧？

2014年美国公开的冰刻专利技术中的设计图

那么问题来了：

我们花巨资去投入一个美国人2014年的专利设备、依赖于高昂的进口核心设备、开展十几年前美国人发明却自己都不玩的装备、没有技术壁垒的研究领域，值得吗？

当然，我知道，因为没有人玩，所以西湖大学可以骄傲地宣布：

只有丹麦和中国具有冰刻技术！

我们全球领先！

西湖大学弯道超车！

然后呢，研发资金来了，一大批专利来了，新闻媒体的曝光灯来了，美国的EUV光源来了，德国蔡司的镜头来了。

我们的科研在为谁而战？

第六章 中国需要什么样的研究

昂贵的核心设备需要进口，专利所有权归属美国，中国负责采购和发论文！

这个故事大家是不是很熟悉？

2019年西湖大学获得国家重大科学仪器设备开发专项600.88万元资助

然而，很多人以为的西湖大学是私立大学，不从国家拿钱，他们想做什么就做什么。事实的真相呢？

2019年西湖大学已经从国家重大科学仪器设备开发专项中拿到600.88万元资助。

我们都知道中科院院士、西湖大学的校长施一公教授，为中国普及和大量开展冷冻电镜研究做出了巨大贡献，也已经为中国进口大批量的昂贵冷冻电镜技术做出巨大贡献。

现在，我们的西湖大学副校长，也有机会继续为大批量进口高昂的进口电镜开拓新的领域。

西湖大学的在中国的舆论影响力太大了，每一次冷冻电镜出新Nature，国民就沸腾一次。

西湖大学的冰刻今天1.0，明天2.0，后天3.0，国民再沸腾一次。

西湖大学就有机会从国家拿走一笔有一笔的巨额经费！

然而中国需要什么样的研究呢？

我认为，做冰刻研究，作为一项基础研究无可是非，踏踏实实地去发现和解决研究人员所在领域的核心技术问题、前沿技术问题，这都是很好的事情--也许有一天会找到它的技术价值和产业化价值。但是，需要警惕将其炒作成另一项发表论文的神器。

没完没了的高调宣传、炒作，只是给更多人浑水摸鱼的机会，对解决卡脖子问题毫无意义。

参考

https://orbit.dtu.dk/en/persons/anpan-han

https://ntp.zju.edu.cn/ntpcn/wublications/list.htm

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b01857

https://www.freepatentsonline.com/8790863.html

https://www.zeiss.com/microscopy/int/home.html

A. Han, J. Chervinsky, D. Branton, and J. Golovchenko, An ice lithography instrument, Rev. Sci. Instru. 82, (2011) 065110.

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