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河北高质量发展新脉动｜国芯晶源：在千百次实验中突破光刻工艺壁垒

时间：2023-05-24 07:39:44 来源：河北日报客户端

国芯晶源不断满足关键频率元器件国产化需求

在千百次实验中突破光刻工艺壁垒

在玉田县一处安静的产业园中，坐落着唐山国芯晶源电子有限公司。5月12日，在公司的石英晶体生产车间，各类设备有序运转。晶片等材料通过自动送料系统进行传输，再经过镀膜、点胶、封焊等流程，最后制成一个个石英晶体元件。

(资料图)

通过这个自动化与智能化兼具的生产车间，每年有近10亿支石英晶体元件被生产出来。

生产车间对面的办公区，技术总监张立强正带领研发团队就新产品——音叉型石英晶体谐振器的各项实验结果进行比对，在不断纠错中打通新品的工艺流程。

作为频率元器件，石英晶体元件广泛应用于5G通信、车用电子、工业控制等领域。其中，高性能的音叉型石英晶体谐振器，往往是钟表及电子产品时间精准度的保障。

“钟表本身并非新品，为何还要研发与其匹配的新的元器件？”记者提出疑惑。

“高性能的音叉型石英晶体谐振器多出自国外企业之手。新品的研发，既能丰富企业的产品线，也能推动这一产品的国产化替代。”张立强解释道。

“依托的核心技术是什么？”记者追问。

“我们的‘杀手锏’——半导体光刻工艺。”

说话间，张立强带领记者来到公司的展台前，1.2毫米*1.0毫米的最小尺寸产品格外引人注目。这种晶体元件里的石英晶片厚度只有一根头发直径的十五分之一。这一产品正是通过企业自主研发的Q-MEMS（微机电系统）半导体光刻工艺制成。

一直以来，由于国内石英晶体元件企业起步较晚，很多核心制造技术掌握在国外公司手中，以半导体光刻工艺实现高基频石英晶体元件量产的技术为国外公司垄断。

如何突破技术难题？

经过多方技术考察后，国芯晶源决定和河北省专精特新“小巨人”企业科技特派团天津大学团队共同合作进行Q-MEMS先进制程与产品的研发。

智慧的火花在头脑风暴中碰撞，研发的路径在千百次实验中找寻。

在镀膜制作环节，面对小晶片镀电极时的偏移公差造成的温度曲线集中度大幅下降的问题，研发团队不断提升刻蚀速率的一致性，增加产品良率。为了让腐蚀面变平滑，他们找来几十种试剂，一个一个进行测试，逐步调配出比例合适的蚀刻液。

一次次实验，一次次失败；一次次总结经验，一次次取得进步。2021年6月，研发团队打通了工艺流程，在实验室中制成了高基频石英晶体元件。2022年3月，首批30万支高基频石英晶体元件完成交付。

而从更大视角看，国芯晶源搅动了石英晶体元件市场。他们突破光刻工艺壁垒，填补了国内空白，实现产业化应用，解决了高基频、小型化石英晶体元件制造难题，将该产品的价格从几百英镑降至几百元人民币。

技术上的突破，并非一蹴而就。在公司总经理徐建民看来，最快的速度不是冲刺，而是坚持，创新亦是如此。

坚持在一个领域精耕细作。在石英晶体这个细分行业，国芯晶源30年磨一剑，深度开发系列产品，锻造强大制造力。

坚持在研发上大胆投入。每年将营业收入的10%投入研发，积极与各大科研院所进行产学研合作，拥有专利128项，成为国家专精特新“小巨人”企业，被认定为国家企业技术中心，以创新力提升竞争力。

如今，国芯晶源仍在科技创新的赛道上加速奔跑。

4月11日，香港环球资源消费电子展拉开帷幕。国芯晶源携各系列产品亮相展会，展示了在超微型、超高频、超稳定3大技术方向上的创新成果，吸引众多专业观众驻足商谈。

良好的市场反馈，既给了徐建民深耕石英晶体元件领域的信心，也让他坚定了持续创新的决心，“未来3至5年，我们将加快突破Q-MEMS超高频光刻技术、超小型SMD石英晶体谐振器、SMD型KHz石英晶体谐振器等关键核心技术，规划建设TSX热敏晶体等产业化项目，满足关键频率元器件国产化需求。”（河北日报记者冯阳）

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