近期，《国资报告》杂志刊登了中央企业专职外部董事许高峰的署名文章《聚焦国之所需 锻造产业利器：国机集团突破半导体核心加工工具“卡脖子”封锁的实践与启示》。文章聚焦国机金刚石攻克半导体核心加工工具“卡脖子”难题的实践，展现公司以自主创新突破技术封锁、保障产业链安全的实力与担当。
以下是报道原文：
半导体产业作为关乎国家生存与发展的基础性、先导性产业，其芯片制造环节更是全球高科技国力竞争的战略制高点。长期以来，我国半导体芯片精密加工关键环节受制于人，已成为制约产业升级、影响经济安全和科技自立自强的突出短板。
面对这一重大战略挑战，中国机械工业集团有限公司（以下简称国机集团）坚持“锻造国机所长、服务国家所需”，将攻克半导体芯片核心加工工具“卡脖子”技术列为“十四五”期间服务制造强国战略的关键突破方向，为加快培育新质生产力、筑牢产业安全屏障、实现高水平科技自立自强提供坚实支撑。
直面挑战 深刻把握突破半导体精密加工技术的战略紧迫性
推动半导体产业进步既是抢占经济竞争制高点的关键，也是保障国家长治久安与持续繁荣的国运之战。在全球科技竞争与地缘政治博弈的背景下，我国半导体产业关键环节面临多重严峻复杂的挑战。
一是外部封锁与系统性压制日益严重。国际竞争者为巩固在全球半导体产业链中的主导权与技术垄断地位，对我国实施系统性打压与封锁。一方面，其通过构筑严密的技术标准、专利壁垒与出口管制网络，形成对后发者的全面围堵。另一方面，其凭借对半导体核心加工装备的垄断，深度嵌入系列高端加工工具，在持续获取高额市场收益的同时，也使我国产业链基础环节始终面临“断供”风险，对我国半导体产业自主可控构成持续威胁。
二是全链条关键共性技术研究薄弱。半导体芯片加工的本质是在物理极限尺度上，对硬脆材料进行微纳米级精度制造与系统集成。国内长期缺乏从基础理论、材料科学到精密工艺的全链条系统性研究支撑。在基础前沿层面，对硬脆材料加工去除机理和工具失效机制等基础科学问题研究不够深入；在核心材料层面，结合剂等高端原辅材料严重依赖进口，高性能金刚石磨料的产品一致性亟待提升；在工艺工程层面，与专用装备配套的高稳定性加工工艺几近空白，实验室成果难以跨越产业化鸿沟，严重制约自主产品从“样品”到“商品”的规模化量产与市场化应用。
三是产业链应用卡点堵点突出。半导体产业是多环节、长链条的精密体系，国内在产学研用各环节存在系统不畅、生态不完善等问题。在研发与转化环节，高校和科研院所的前沿成果缺乏紧密衔接产业需求的中试平台，难以适配芯片制造的严苛要求；在应用验证环节，基于替代风险与验证门槛，晶圆厂对导入国产工具往往持审慎甚至回避态度，国产工具缺乏持续迭代的应用反馈，陷入“不敢用、不愿用”的恶性循环，导致技术研发、产品改进与市场需求脱节，严重削弱国内产业生态的自主进化能力。
聚焦攻坚 致力构建自主可控产业能力的探索与实践
通往自主可控之路布满荆棘，产业面临的是理论、材料、工艺和生态等多重交织的“立体封锁”。面对困难，国机集团聚焦制约半导体产业发展的关键环节，强化科技创新引领产业升级，以金刚石减薄砂轮、金刚石划片刀为代表的高端精密工具为核心切入点，通过单点突破、链式延伸、生态共建，构建全链条创新能力。
攻坚核心原理与工艺，实现从“0到1”的原始突破。
一是创新理论基础，打造微观精密加工基石。半导体材料加工用精密工具尺寸较小，同时参与加工的微细磨料数量众多，工具在加工过程中的细微变化都会对材料工件产生巨大影响。因此，准确表征工具状态变化对加工结果的影响，是突破经典磨削理论瓶颈的关键所在。国机集团下属郑州磨料磨具磨削研究所有限公司（以下简称三磨所），依托高性能工具全国重点实验室并联合共建单位，通过深入揭示芯片高脆性、多相/多元/多层复合材料的去除机制，以及工具失效模式，构建了基于工具核心要素、芯片材料、加工工艺和划切性能的一体化多因素耦合精准设计理论。实现了半导体芯片高效精密加工工具从经验试凑向系统性科学设计的重大跨越，进一步丰富了精密加工领域的理论基础，为半导体精密工具设计和工艺调控提供了先进理论支撑。
二是瞄准制造瓶颈，推动关键制备工艺国产化。加工半导体材料的精密工具所用磨料大部分为微米或纳米级。如何获取高一致性的超细粒径高品质金刚石磨料，将其均匀分布在极端尺寸工作层中，并实现对磨料的有效把持，是长期困扰的制备难题。三磨所创新开发出超细粒度金刚石粒径一致性精密控制技术，并针对超细金刚石磨料有效连接问题，探索结合剂对磨料“把持”的最佳工艺窗口，实现了亚微米及纳米级磨料的高保持率，磨料粒径≤0.25μm、磨料脱落率较国际先进水平降低35%的高端工具制造能力。
三是实现极限加工，迈出产业化实质性步伐。硅基半导体材料属于典型的硬脆性难加工材料，要满足高性能晶圆切缝超窄（10～15μm）、衬底表面超光滑（2～5nm）等极端要求，是对加工技术的极限挑战。三磨所通过对极薄刀刃出刃高度调控技术的突破，从根本上解决了镍基划片刀刚性不足引发的晶圆划切崩刃、切割道呈蛇形、切槽倾斜等难题，使我国成为全球第二个掌握0.01mm极薄划片刀制造技术的国家。通过对减薄控制技术的创新，解决了工具磨损不均以及工件损伤大的问题，使工具失效率降低40%以上。如今，公司碳化硅减薄砂轮国内市场占有率超过50%，金刚石划片刀市场占有率居国内产品第一，半导体芯片切割用超硬材料砂轮入选国家制造业单项冠军。
国机集团自主研发的半导体晶圆切割用划片刀是半导体行业硅晶圆划切的关键工具，该产品2025年度入选中国制造“十四五”成就展
聚力量产与集成 形成从“点到链”的自主产业体系。
一是推动量产攻坚，达成稳定可靠生产能力。从突破核心技术到实现稳定可靠的批量化生产，是更为艰巨的系统性挑战。半导体制造要求工具在微米级工艺中同时具备极端稳定性、高度一致性与实时可控性，这对生产过程控制提出了严苛要求。为此，三磨所构建覆盖全流程的极限质量管控体系，集成先进信息化管理系统，建成行业领先的智能化示范产线，实现对生产全流程关键工艺参数的毫秒级实时监测与闭环反馈。凭借对数百个工艺节点的精准控制，将产品关键性能的波动率稳定控制在±5%以内，实现从“做得出”到“做得好”的规模化生产制造能力。
二是贯通系统集成，促进工序高效协同。在单点突破的基础上，三磨所重点提升系统解决方案能力，整合自主研发的减薄、切割、抛光等工具，形成一站式芯片精密加工方案，通过性能匹配与协同优化，实现芯片制造前后道工序无缝衔接。在客户验证中表现出优异的加工稳定性，工具寿命达到国际先进水平，建立了可靠的市场信任，实现从“做得好”到“做得稳”全面升级，彻底打破国产工具“不好用、不敢用”的局面。公司2022年荣获全国质量标杆，2025年荣获中国质量奖提名奖，为行业树立了质量典范。
发挥“链主”引领作用，构建从“链到网”的产业创新生态。
一是担当产业链“链主”，打造集群创新与示范高地。国机集团落实国家重大战略要求，2023年，以三磨所为主要产业基础，与河南省开展央地合作，共同组建国机金刚石（河南）有限公司（以下简称国机金刚石）。国机金刚石以引领超硬材料行业高质量发展为使命，定位为我国超硬材料产业链“链主”，以6大业务板块构建全产业链创新体系。聚焦半导体加工关键环节，以自主研发为核心，贯通从材料、装备、制品、应用到全流程评价的完整创新闭环，强化各环节内生协同，形成自主可控、高效联动的一体化创新集群，打造驱动产业高质量发展的示范高地。
二是整合上下游协同，促进全产业链提质升级。国机金刚石着力打通产业链堵点卡点，构建“需求导向、平台攻关、高效转化”的协同创新机制。向上游逆向赋能，与关键材料供应商共建联合实验室，从源头把控质量；与中游战略协作，联合国内设备商组成联盟，力推“国产装备+国产工具”集成方案；与下游紧密融合，通过“专家式+嵌入式”服务深度参与客户早期研发，结成“协同创新、成果共享”的战略伙伴。依托国家级研发平台，聚合高校、科研院所及产业链骨干企业，以标准共建、项目共研、人才共育的融合模式，加速成果产业化。通过这种模式，形成持续稳定的技术创新输出能力，攻克硅基、碳化硅基晶圆超精密低损伤加工等30余项关键技术，仅用一年多时间就完成了碳化硅衬底减薄砂轮的全面研发与上市，相关技术成果荣获2023年度国家科学技术进步奖二等奖。
国机集团高标准建设全国重点实验室，持续开展技术研究，加强人才队伍建设和交流合作，优化创新机制，产出更多更大原创成果
三是前瞻布局前沿技术，储备未来产业核心能力。国机金刚石紧密对接世界科技前沿，瞄准超宽禁带半导体金刚石材料的市场机遇和技术制高点，重点攻关第四代半导体材料金刚石衬底及高功率器件金刚石散热片，为解决下一代AI高算力芯片和第六代通信技术的散热问题提供核心支撑。针对金刚石材料难加工的世界级难题，提前部署开发高端系列激光加工装备和关键加工工艺，预先布局金刚石半导体材料及配套精密加工技术，引领行业探索前沿技术，为国家在未来全球半导体产业竞争中奠定可持续迭代与保持先发优势的技术基础。
国机集团自主研发的超高导热CVD金刚石散热片，主要用于射频放大器、微波放大器、激光管二极管阵列等高功率器件，以及GaN、GaAs、SiC等化合物半导体器件
创新机制与组织，筑牢系统化攻坚的制度与人才根基。
一是深化机制改革，激活持续发展的内生动力。面对新形势与新挑战，国机集团系统推进机制创新，一方面，探索建立战略性新兴产业“政策特区”，通过实施差异化投资决策授权、资源配套和监管政策，赋予战新产业更大的创新自主权，高效推动国机金刚石“功能金刚石材料”等前沿产业化项目落地。另一方面，建立“精准激励+资源倾斜”双轮驱动模式，通过科研平台建设资金支持、项目超额利润分享、科研人员工资总额单列等方式，定向支持研发攻关，并将工资总额增量向承担关键攻关任务的核心团队和技能人才倾斜，年度激励覆盖超600人、工资总额同比增长超20%，为企业突破关键核心技术、发展新质生产力提供关键要素保障。
二是重塑组织人才，锻造适应生态演进的敏捷内核。围绕技术攻关与产业化堵点，国机金刚石推动组织架构与人才体系深度变革。在组织层面，构建“全生命周期动态演进”模式，贯通从研发生产到市场转化的全链条。在技术探索期，组建跨组织专业尖兵团队，集中资源推进原理验证；进入产品转化期，实施项目经理负责制，统筹研发、销售、生产等资源，打通产业化通道；到市场成熟期，成立独立事业部，赋予端到端决策权，显著提升运营与转化效率。在人才层面，打造 “项目实战+体系培养”育成机制，通过“揭榜挂帅”锤炼实战能力；以“后备、骨干、专家”三级培养体系支撑职业成长。目前，已累计培养核心人才300余人、省部级以上创新团队3个，形成持续驱动技术迭代与生态扩张的核心动能。
国机集团注重人才培养，构筑起一支高素质、梯队化、能打硬仗的科研人才队伍，为持续攻克“卡脖子”技术、驱动产业生态演进提供了坚实的智力保障与核心动能
总结经验 深化对发展新质生产力、突破“卡脖子”技术的系统性认识
国机集团的实践，是以新质生产力驱动产业体系重构的系统性探索。其成功不仅体现在关键技术的突破上，更在于形成了一套依托体制优势、融合市场机制、贯通产业链条的创新范式，为在高科技领域实现自主可控与持续发展提供了重要实践参照。归纳其成功经验，核心启示在于：
一是必须坚定战略方向，在响应国家需求中锚定创新主路径。国机集团董事会聚焦“定战略、作决策、防风险”的核心职能，持续强化顶层策划能力，在高技术方向选择、重大资源布局上发挥决定性引领作用，确保科技创新始终服务于国家战略与产业根本需求。凭借前瞻性战略眼光，敏锐把握全球科技革命与产业变革趋势，精准识别发展先进制造业带来的战略机遇，将“推动半导体核心加工工具国产化”列为培育新质生产力的战略重点，作出“打破常规、集中力量办大事”的顶层部署。通过设立“创新特区”，配套实施差异化授放权、动态激励和包容审慎的监管政策，坚定不移推动关键材料、核心工艺与高端装备实现自主突破，为产业链安全筑牢技术根基。
二是必须强化“链主”担当，实现从单点突破到链式创新、生态构建的跃迁。国机集团着力打造超硬材料产业链“链主”企业，在国家制造业“锻长板、补短板”的战略指引下，组建央地 合作的集团化、专业化战略平台。以自身领军企业为核心，联合国家战略科技力量、市场化创新资源与区域产业集群优势各主体，围绕半导体精密加工制造国产化目标开展有组织科研与系统性创新，打通各环节堵点，集中力量突破复杂技术封锁，快速形成高质量新质生产力，构建起覆盖“核心材料—关键工具—专用装备—技术服务”的完整产业能力生态，将国家战略、市场效率与科研规律有机统一，确保最优资源向战略目标高效集结，形成深厚的技术“护城河”与可持续迭代能力。
三是必须深化开放协同，集聚“产学研用”高效转化的创新合力。在全球竞争日趋复杂的背景下，国机集团坚持系统化开放创新，整合内外部战略资源，构建立体化深度融合创新生态。纵向建立“风险共担、技术共研”的产业链共同体，通过市场需求逆向赋能基础材料升级，并将先进工具前瞻性融入客户研发流程，增强产业链韧性。横向牵头组建创新联合体，高标准运营全国重点实验室等平台，高效聚合产学研用资源，贯通从前沿研究、技术研发、中试验证到产业孵化的完整链条，加速科技成果转化。这一模式有效打破传统组织边界，形成需求精准牵引、能力互补集成、成果高效转化的系统合力，显著提升产业位势。
四是必须创新治理模式，以现代化体制机制保障可持续创新动能。将战略蓝图转化为现实生产力，关键在于构建一套能够激发并有效配置人力资本的现代组织机制。国机集团着力推动内部业务单元组织形态、激励导向与人才发展模式的协同变革，构建与产业发展同频共振的敏捷组织体系，以动态演进的组合模式，匹配技术从探索到成熟的全周期需求，实现市场快速响应与成果高效转化。同时，通过“揭榜挂帅”将国家重大任务转化为人才锤炼平台，配套以项目收益分红、超额利润分享、专项奖励等激励措施与融合培养体系，使人才回报紧密贴合技术突破、成果转化与市场效益。通过构建敏捷组织与精准激励机制，将战略方向、市场动态、团队活力深度融合，让科研人员专注攻坚、敢闯敢试，全面激活组织内生创新动能。
