一张薄膜,成就专精特新“小巨人”

大众日报记者 杨帆

2023-12-21 17:46:33 发布来源:大众报业·大众日报客户端

在济南晶正电子科技有限公司(以下简称“晶正电子”)办公楼里的显眼位置,挂着一幅写有“守拙”的字画,公司总裁胡文告诉记者,这两个字既是他的人生信条,也是企业这些年来不断地进行工艺试错和努力创新的缩影。

“为达到一个实验目标要求,有时要失败几百上千次。只有‘笨拙地’一次次不断试验改进,才能取得最后的成功。”胡文说,今年是自己在芯片行业赛道奔跑的第13年。自2010年创办晶正电子以来,目前,公司已经拥有100多项相关专利,铌酸锂单晶薄膜可以做到300纳米,8英寸,并逐步实现大规模量产。

谈起铌酸锂单晶薄膜,许多人难免感到陌生。但实际上,这种新型的半导体材料,早已广泛存在于我们身边的5G手机、电视机、电场探测器等器件中,在滤波器、光通讯、量子通信、航空航天等国民经济和军工领域均发挥着重要作用,是调制器、5G滤波器、存储器以及探测器等基础材料之一。

然而,由于该材料生产对技术要求极高,这种有着“光学硅”之称的新材料在世界范围内的生产厂家也屈指可数。而晶正电子不仅成功开发出的大尺寸、纳米厚度铌酸锂薄膜芯片材料,掌握了完全自主知识产权,并且第一个实现了产业规模化,使我国在此领域技术水平处于世界领先地位,连剑桥、哈佛等世界顶级高校实验室里用的铌酸锂单晶薄膜材料都来自晶正电子。

主攻批量供应高质量的单晶铌酸锂薄膜材料,胡文把自己比喻成一个做面粉的人,把单晶铌酸锂薄膜材料比作面粉。“面粉磨得越精细,别人就可以用它做出更多、更好的精品。”胡文介绍,近年来,晶体材料一直在向着薄膜化的方向发展,以实现将光电子器件体积大幅缩小、能耗降低、性能提高。晶正电子研发出的大尺寸纳米厚度铌酸锂单晶薄膜,能够让电光调制器性能更好、耗电更少、集成度更高,非常适合应用于800G以上光模块,大幅提高光纤通讯速度,减少能耗。

2014年,晶正电子的研发团队率先0.5毫米的铌酸锂单晶剥离出500至700纳米单晶薄膜,填补了行业空白;2015年,在世界上率先研发出直径3英寸的纳米级铌酸锂单晶薄膜;2018年—2019年,产品开始小批量生产;2020年,生产出300纳米厚度的单晶薄膜,500纳米厚度的4寸单晶薄膜成为主流产品。

“不断优化创新制备工艺,我们正逐渐形成技术壁垒。”胡文介绍。2023年,晶正电子成功突破了离子注入和直接键合等关键技术,研发出厚度300-900纳米的8英寸高品质铌酸锂单晶薄膜,技术优势和成本优势在全球遥遥领先。

今年以来,晶正电子正加快推进年产10万片铌酸锂薄膜材料生产线项目。走近公司大楼,一片忙碌的建设场景便映入眼帘,机器轰鸣中,新的生产线正在有条不紊地形成。“目前项目建设非常顺利,本来预计明年下半年投产,如今看明年中旬就有望提前投产。”胡文高兴地告诉记者,新项目建成后,产能要比现在扩大5至6倍,为行业发展提供高质量关键材料平台,能够满足国内和国外大部分市场的需求。

济南晶正电子科技有限公司总裁胡文

12月6日,胡文到香港参加了铌酸锂薄膜全球行业论坛,这一次交流学习,让他对行业发展有了更强信心。“光通讯是非常火的赛道,随着5G时代到来,行业对高速通讯需求比原来更多,要求也更高了。现在我们突破了材料,‘补链’‘强链’实际上是最好的机遇。”胡文说,目前,国内尚未形成从大尺寸晶体材料生长最终到芯片制造的完整产业链,作为行业引领者,晶正电子在产业链完善和发展方面都肩负着重要责任。

企业简介&发展亮点:

济南晶正电子科技有限公司成立于2010年,坐落于济南市综合保税区,是一家致力于纳微米级厚度光电、压电单晶薄膜材料研发、生产及销售为一体的高新技术企业。

晶正电子研发团队由海归学者领军,凭借在晶体材料和半导体领域丰富的经验,率先开发出并产业化300-900 纳米厚度铌酸锂单晶薄膜材料产品。晶正产品具有完全自主知识产权,并拥有多项相关技术专利。公司产品涵盖多种高技术难度、高规格铌酸锂钽酸锂晶体薄膜材料,可用于制作高性能调制器、滤波器、探测器及高密度信息存储器件等,在光电、压电、铁电、太赫兹、红外探测等领域具有广泛的发展前景和显著的应用优势,能够带来巨大经济效益和社会效益。

晶正拥有生产基地及研发中心2万平方米,拥有完整生产线,产品销往国内外200余家国际一流研究机构及国际著名科技公司。在未来的发展中,公司将以纳米级铌酸锂单晶薄膜产品为龙头,建成面向全球的铌酸锂和钽酸锂单晶薄膜系列产品生产、研发基地。

(大众日报客户端记者 杨帆 报道)

责任编辑: 许光宇     签审: 吴永功

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