深耕集成電路領(lǐng)域
給手機(jī)裝上“石家莊芯”,，要分幾步走？
3月12日，在河北新華北集成電路有限公司調(diào)測(cè)室里,，工程師正操控設(shè)備給芯片做“體檢”,。 河北日?qǐng)?bào)記者 董 昌攝
手機(jī)通話，靠什么實(shí)現(xiàn)話質(zhì)清晰又不失真,？
3月12日,，在石家莊市鹿泉區(qū)河北新華北集成電路有限公司的實(shí)驗(yàn)室里，該公司總經(jīng)理助理唐軍華拿起桌上一顆豆粒大小的黑色塊狀物體,，放在指尖上給記者看：“靠的就是它,。這是一款移動(dòng)通信射頻前端低噪聲放大器芯片。”
一顆“小豆粒”,，真有那么大作用,？
記者在顯微鏡下看到，這顆“小豆粒”里有很多線條交叉分布,。“它能把有用信號(hào)放大,，還能保證聲音不失真，手機(jī)和5G基站都離不開(kāi)它,。”唐軍華說(shuō),，他們自主研發(fā)的這款芯片實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化替代，三階互調(diào),、噪聲系數(shù)等指標(biāo)均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,。
時(shí)間回到2018年，新華北集成電路有限公司生產(chǎn)的低噪聲放大器芯片與國(guó)外同類產(chǎn)品相比還有不小差距,。
“當(dāng)時(shí),，我們的芯片噪聲系數(shù)大，互調(diào)也不高,，聲音嚴(yán)重失真,。”唐軍華解釋道，“解決這些難題需要盡快突破技術(shù)瓶頸,。這就好比在一個(gè)通道里有兩種聲音,，既要把想要的聲音放大，又要把另一個(gè)聲音降到最低,，傳出的聲音還要保持原聲,。”
新華北集成電路有限公司組織所有技術(shù)人員召開(kāi)技術(shù)研討會(huì)。“移動(dòng)通信產(chǎn)品要占領(lǐng)市場(chǎng),，通話質(zhì)量是第一關(guān),。我們必須攻克這個(gè)難題。”“國(guó)外企業(yè)能實(shí)現(xiàn)的,，我們加大研發(fā)力度也一定能做到,。”會(huì)上,，大家達(dá)成共識(shí)。
隨后3年多的時(shí)間里,，公司芯片研發(fā)帶頭人高博和張曉朋組織相關(guān)人員,，圍繞低噪聲放大器芯片開(kāi)展了4輪技術(shù)創(chuàng)新迭代和流片。
工藝設(shè)計(jì)上,，提升溝道濃度,，改善器件跨導(dǎo)特性，降低器件本體非線性,；電路設(shè)計(jì)上,，采用線性最優(yōu)偏置法，找到有源器件的最優(yōu)工作狀態(tài)……
2021年,，該公司研發(fā)的低噪聲放大器芯片多項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,。“之所以能取得成功，得益于公司在創(chuàng)新研發(fā)上不計(jì)成本的投入,。”唐軍華說(shuō),，公司從2019年開(kāi)始，每年研發(fā)經(jīng)費(fèi)都增加1000萬(wàn)元以上,，持續(xù)實(shí)施關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),。
產(chǎn)品開(kāi)始批量生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)移動(dòng)通信企業(yè)的訂單接踵而至,。
這時(shí)又遇到了新煩惱,。“每一顆芯片都必須經(jīng)過(guò)測(cè)試才能進(jìn)入市場(chǎng)，就像農(nóng)民會(huì)將收獲后的小麥拋在空中,，利用風(fēng)吹走空癟的麥殼,，留下飽滿的麥粒。”唐軍華說(shuō),。
不同的是,，芯片測(cè)試并不是簡(jiǎn)單的篩選，而是要闖過(guò)一道道極為嚴(yán)苛的“關(guān)卡”,。“剛開(kāi)始流片時(shí),，我們的芯片良率僅有50%。”唐軍華記憶猶新,。
芯片測(cè)試,，關(guān)鍵靠設(shè)備。
對(duì)標(biāo)國(guó)際一流實(shí)驗(yàn)室,，新華北集成電路有限公司購(gòu)買數(shù)十臺(tái)不同類型的高端設(shè)備,，搭建了芯片自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)，牢牢把控芯片質(zhì)量關(guān),。
該公司研發(fā)部副主任丁理想從事集成電路研發(fā)已有十多年,，深諳芯片測(cè)試的原理,。
透過(guò)調(diào)測(cè)室潔凈的玻璃窗，看著工程師們正操控設(shè)備給芯片做“體檢”,，丁理想娓娓道來(lái)：“芯片測(cè)試,，不僅是封裝后的成品測(cè)試，還要把測(cè)試品控貫穿到研發(fā)生產(chǎn)的每個(gè)環(huán)節(jié),，包括設(shè)計(jì)階段的仿真驗(yàn)證、流片制造階段的過(guò)程工藝檢測(cè)等,。”
“我們堅(jiān)持從芯片設(shè)計(jì)到流片進(jìn)行全過(guò)程,、多環(huán)節(jié)檢測(cè)，再加上每個(gè)階段要求的參數(shù)指標(biāo)都高于出廠指標(biāo),，才有了現(xiàn)在流片時(shí)95%的良率,。”丁理想說(shuō)，目前公司僅低噪聲放大器芯片年產(chǎn)能就超3000萬(wàn)顆,。
從有到優(yōu),，是新華北集成電路有限公司多年來(lái)深耕集成電路領(lǐng)域的縮影。近年來(lái),，公司先后拿到國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng),、中國(guó)電子學(xué)會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，建成了河北省衛(wèi)星通信射頻技術(shù)創(chuàng)新中心,、省移動(dòng)通信用射頻集成電路重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等,。
“現(xiàn)在，公司實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的有低噪聲放大器芯片,、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)多功能芯片,、車載激光雷達(dá)用驅(qū)動(dòng)器等20多種高端電子產(chǎn)品。”唐軍華說(shuō),，他們正圍繞衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景方面的研發(fā)創(chuàng)新,，加快布局空天信息領(lǐng)域新賽道。（河北日?qǐng)?bào)記者 董昌）
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