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毫厘之间的创“芯”者

    发布时间:2026-01-29

——记河北科技大学化学与制药工程学院教授孙凤霞

郑 心  郑皓馨

  

  科技强国的根基,既藏于纳米级的光刻图形中,也隐于万吨级的反应釜之内。一面是芯片制造对超高纯电子化学品“零杂质”的极致苛求,一面是化工生产对“本质安全”与绿色低碳的刚性需求——这看似迥异的两端,实则同源共脉,皆关乎国家产业链的自主可控与风险韧性。河北科技大学化学与制药工程学院教授孙凤霞正是横跨这两大战略领域的科学家。她以原创“除金杂纯化”技术,实现60余款光刻胶核心材料国产化的突破;又将过程安全理念深植化工全流程,构建覆盖两用化学品全生命周期的风险防控体系。她的工作,一头连着半导体产业的“卡脖子”突围,一头系着化学工业的绿色转型。在统筹发展与安全成为国家战略主轴的今天,孙凤霞的科研路径昭示:真正的科技自立,既要能“上天揽月”攻克尖端材料,也要能“落地生根”守护产业底线。


以履约之责,护化学安全之盾

  在大国博弈日益复杂的今天,国家安全早已超越传统军事边界,延伸至科技、产业与规则制定的隐秘战场。国际化学安全与《禁止化学武器公约》(CWC)履约工作,正是这样一条看不见却至关重要的战线——它既关乎全球公共安全,更牵动国家主权、产业利益与发展空间。

  而对“履约”的理解,也不该是简单意义上的“照章办事”。履约能力直接决定着一个国家化工产业的国际生存权。作为具有法律约束力的国际条约,《禁止化学武器公约》对数万种化学品实施分级监管,其中大量是医药、农药、电子材料等国民经济关键原料。自1999年入职河北科技大学以来,孙凤霞连续20余年投身国家履行《禁止化学武器公约》事务。这项工作虽然直到今天仍算得上鲜为人知,其实却关乎国家形象与安全底线。其中,到底要如何在合规前提下保障产业发展,考验着科学家的智慧与定力。

  有张有弛,稳步前行,是处世智慧,亦是外交之道。2019年,经国家工信部、外交部联合推荐,孙凤霞当选为联合国禁止化学武器组织(OPCW)科学咨询委员会(以下简称“科咨委”)委员,成为机构25名委员中唯一的中国代表。这一职位由成员国政府推荐、禁化武组织选拔、总干事任命,任期3年,可连任两届,职责包括为联合国禁止化学武器组织提供科技政策建议、评估新兴技术风险、提供履约技术建议等。正因深知肩上重担,所以孙凤霞常怀敬畏之心,诚挚谦逊地向历史学习,也大胆自信地向世界表达中国想法——在科咨委任内,她积极建议将新兴科技推荐引入履约实践,反对将正常化工贸易政治化。此外,她还多次在会议上维护我国产业利益与国际声誉。

  20211月,面对新冠疫情暴露出的生物安全新挑战,联合国禁止化学武器组织积极成立“生物毒素工作组”,孙凤霞入选为全球16位专家之一,系唯一中国代表。这一次,她秉持“防疫关乎生命,发展关乎生计”的念头与态度,参与“防范类似新冠生物毒素的分析方法”的制定工作。因贡献突出,她于2023年同时获得联合国禁化武组织总干事表彰及国家工信部的表扬。2023年,她又领衔成立了“化学安全与《公约》履约技术研究中心”(NGO),助力我国履约能力从“被动响应”向“主动引领”转变。“在全球供应链深度重构的当下,谁能将安全、合规与创新融为一体,谁就能在新一轮产业竞争中赢得主动。”孙凤霞表示。

  这条无声战线,正以专业之力,守护着中国制造走向世界的每一步。而这一系列工作看似远离聚光灯,却构筑起一道无形的安全屏障。在全球地缘政治复杂交织的今天,化学安全已成为非传统安全的重要组成部分。因此,孙凤霞们所守护的,不仅是从化学品发展到今日芯片材料监管的百年和平承诺,更是一个大国在复杂世界中行稳致远的底气。


于毫厘之间,破“卡脖子”之困

  从硕士阶段深研计算机图像处理,到前往天津大学尝试有机化学合成,再到创立公司锚准光刻材料研发,孙凤霞的人生看似一直在“跨界”,但其实她的目标一直只有一个,即到国家发展最需要的地方去,心无旁骛办好自己的事,坚定不移走好正确的路。

  现代芯片制造如同在头发丝上进行雕刻,而光刻胶正是那把决定精度的“刻刀”。这一看似不起眼的感光材料,却是半导体产业链中最难攻克的环节之一。长期以来,高端光刻胶高度依赖进口,尤其光刻胶核心材料的制备技术和生产,被日、美、韩等国际巨头企业所垄断。一旦遭遇封锁,我国芯片产业将面临“无胶可用”的窘境。

  在如此形势下,孙凤霞深知,要真正实现芯片自主,必须从最底层的材料做起。于是,2020年,她率先提出“构建光刻胶构效关系”的原创性研究范式,主张从分子结构设计出发,系统解析材料化学组成与其光刻性能(如分辨率、线宽粗糙度、灵敏度)之间的内在关联。这一理念跳出了传统“配方试错”的经验主义路径,为国产光刻胶的研发提供了可计算、可预测、可优化的科学框架。在此基础上,她联合承担国家自然科学基金重点项目“超高精细光刻胶结构设计及关键性能调控研究”,带领团队攻坚超纯电子化学品提纯技术。面对金属杂质含量需控制在ppb(十亿分之一)甚至ppt(万亿分之一)级别的严苛要求,她创新性开发出“除金杂纯化”工艺,通过多相萃取耦合结晶技术,成功将60余款光刻胶核心原材料的纯度提升至国际先进水平,实现国产化突破。

  这些成果并非止步于论文或专利。据河北省科技厅2023年项目验收报告,孙凤霞团队研发的系列光刻胶材料已在国内多家晶圆制造企业实现批量应用,对我国芯片制造产业向高端光刻胶电子材料延链补链,累计完成产业链30余个关键产品的原创性研究并实现产业化,直接创造了巨大的经济效益。

  但是,孙凤霞的“战场”还远未止于实验室。作为教师,她将“卡脖子”之痛转化为育人的火种。在讲授“波谱解析”时,她常以核磁共振中的“ppm”单位为例:“在0.000001的微小差异上,科学家赋予其意义,才有了今日广泛应用的精密仪器。”她借此告诉学生:伟大创新,往往始于对“微不足道”的执着。这门课程获评“国家双语教学示范精品课”,成为无数青年学子科技报国的启蒙之地。


秉报国之志,育时代新人之魂

  对孙凤霞而言,最大的成就就是看到学生眼中燃起的火光。科技强国,根基在人。孙凤霞常说:“我们的使命,不是重复别人的路,而是为中国开辟自己的路。”而这条路,必须由一代代青年接续走下去。

  作为全国模范教师,孙凤霞将“科技报国”理念深植教学全过程。从2018年“中兴事件”到2019年“华为被列入实体名单”,她及时将这些现实案例引入课堂,引导学生思考:“为何一枚芯片能牵动大国博弈?”她引用习近平总书记的话告诉大家:“科学技术从来没有像今天这样深刻影响着国家前途命运,从来没有像今天这样深刻影响着人民生活福祉。”这句话,成了她课堂上的精神坐标。

  在研究生培养中,孙凤霞又数度强调“原创思维”与“工程落地”并重。她带学生走进车间,了解真实产业痛点;鼓励他们敢于挑战“无人区”,哪怕失败十次,也要为第十一次成功铺路。而今,多名毕业生已成长为半导体材料、电子化学品领域的技术骨干,有的甚至创办企业,反哺国产供应链建设。

  另外,作为无党派人士,孙凤霞的政治立场却异常坚定。她自觉在思想上政治上行动上同党中央保持高度一致,坚定“四个自信”,树牢“四个意识”,做到“两个维护”。她还担任全国工会十八大代表、执行委员会委员,石家庄市政协代表、市妇联第十六届兼职副主席等职务,积极建言献策,推动科技政策与民生福祉深度融合。

  从实验室的ppm级精度,到国际舞台的规则制定;从课堂上的谆谆教诲,到产业一线的技术转化——孙凤霞教授的人生轨迹,恰是中国科技自立自强进程的一个缩影。而她的多重身份——科学家、国际履约专家、高校教师——看似跨界,实则统一于一个核心信念:科技必须服务于国家所需、人民所盼。正如她在一次师德报告会上所说:“我愿做一颗螺丝钉,拧在祖国最需要的地方;也愿做一盏灯,照亮后来者前行的路。”

  在百年变局加速演进的时代,核心技术买不来、讨不来,唯有靠自己。孙凤霞以二十年如一日的坚守,在集成电路材料这一战略高地撕开缺口,在化学安全这一隐秘战线筑牢防线,在人才培养这一根本大计播撒火种。她的工作,或许不常出现在热搜榜单,却实实在在支撑着国家发展的“底盘”。

  当前,我国正加快建设科技强国,实施创新驱动发展战略,强化国家战略科技力量。孙凤霞所代表的,正是新时代科技工作者应有的样子:既有“板凳甘坐十年冷”的定力,又有“敢教日月换新天”的豪情;既能在微观世界精雕细琢,又能在宏观格局运筹帷幄。微光虽弱,汇聚成炬。当无数如孙凤霞般的科技工作者在各自岗位上默默耕耘,中国迈向世界主要科学中心和创新高地的步伐,必将更加坚实、更加自信。

  

专家简介

  孙凤霞,河北科技大学教授,全国模范教师,国家“万人计划”科技创新领军人才(集成电路材料领域)。任联合国禁止化学武器组织科学咨询委员会委员(20202025年)、联合国禁化武组织“化学安全与国家履约技术中心”主任、国家禁化武履约专家委员会副主任、全国工会十八届代表大会代表、全国工会十八届执行委员会委员、河北省政府特殊津贴专家、河北省三八红旗手、石家庄市十四届政协代表、石家庄市妇联第十六届兼职副主席、河北省“电子信息固体有机材料技术创新中心”主任、石家庄市“集成电路新材料产业技术研究院”院长。她20余年来一直坚守在科技工作一线,主持完成30余个化工产业链重要产品原创性研究并实现产业化,累计实现产值约500亿元。获省部级一等奖3项、二等奖1项、三等奖1项。

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