編者按

湖北省科技創(chuàng)新大會(huì)提出，抓創(chuàng)新就是抓發(fā)展，謀創(chuàng)新就是謀未來(lái)。近年來(lái)，湖北省不少企業(yè)紛紛建立企業(yè)技術(shù)中心、研發(fā)中心、工程實(shí)驗(yàn)室等，使之成為企業(yè)創(chuàng)新的“強(qiáng)磁場(chǎng)”、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的“撒手锏”和企業(yè)效益的“聚寶盆”。

近日，湖北日?qǐng)?bào)全媒記者走進(jìn)高德紅外、格林美、良品鋪?zhàn)拥榷嗉移髽I(yè)，探尋企業(yè)實(shí)驗(yàn)室以市場(chǎng)為導(dǎo)向全力研發(fā)、助推企業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的生動(dòng)故事。敬請(qǐng)關(guān)注。

“十年磨一劍，我們不僅將紅外芯片造出來(lái)了，而且達(dá)到了世界先進(jìn)水平！”3月12日，全國(guó)政協(xié)委員、武漢高德紅外股份有限公司董事長(zhǎng)黃立，掩飾不住內(nèi)心的興奮。

最近，全球領(lǐng)先的紅外熱像儀專業(yè)研制廠商——高德紅外可謂“雙喜臨門”：2月18日的全省科技創(chuàng)新大會(huì)上，其高性能制冷紅外焦平面探測(cè)器關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用項(xiàng)目榮獲省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)；一周后，該公司百萬(wàn)像素中中波雙色制冷紅外探測(cè)器項(xiàng)目成果，被省技術(shù)交易所組織的評(píng)價(jià)專家組一致認(rèn)為，“具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，整體水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平”。

十年回眸，高德紅外探測(cè)器中心研發(fā)團(tuán)隊(duì)一步一個(gè)腳印，矢志不移往前沖，終于實(shí)現(xiàn)了我國(guó)在制冷紅外探測(cè)器芯片領(lǐng)域的重大技術(shù)突破，使得中國(guó)躋身全球少數(shù)幾個(gè)能獨(dú)立研制大面陣制冷雙色紅外探測(cè)器及其應(yīng)用產(chǎn)品的國(guó)家行列。

向“卡脖子”技術(shù)持續(xù)沖擊

去年抗疫中，紅外熱像儀成為篩查新冠肺炎患者的利器。而其核心器件探測(cè)器芯片，過(guò)去長(zhǎng)期被美國(guó)等國(guó)壟斷。

早從2008年起，高德紅外就持續(xù)投入巨資、技術(shù)精英研制紅外探測(cè)器芯片。曾就職于中科院上海技術(shù)物理研究所的高德紅外探測(cè)器中心副總經(jīng)理周文洪博士告訴湖北日?qǐng)?bào)全媒記者，歷經(jīng)近十年攻關(guān)，該公司于2017年自主研發(fā)出了高性能制冷單色百萬(wàn)像素紅外探測(cè)器芯片，力推企業(yè)當(dāng)年?duì)I收躍升至10億級(jí)。

彼時(shí)，少數(shù)西方發(fā)達(dá)國(guó)家已掌握百萬(wàn)像素雙色紅外探測(cè)器芯片技術(shù)，并對(duì)我國(guó)實(shí)施技術(shù)封鎖。我國(guó)在大面陣、雙色探測(cè)器領(lǐng)域與之差距明顯。

“雙色芯片最大的好處，是有更強(qiáng)的目標(biāo)識(shí)別能力?！敝芪暮榻忉?，紅外芯片能探測(cè)很弱小的目標(biāo)，但目標(biāo)識(shí)別能力較弱，若加入另外一個(gè)波段，可根據(jù)目標(biāo)在兩個(gè)波段的光譜特征信息，區(qū)分識(shí)別目標(biāo)是什么、屬何種類型。

在周文洪看來(lái)，紅外芯片從單色到雙色“非常難”，首先是芯片所用的材料體系不一樣，雙色芯片需用到碲鎘汞、超晶格等特殊材料，僅材料改進(jìn)攻關(guān)就花了3年。

其次，紅外芯片要通過(guò)“讀出電路”，將光轉(zhuǎn)化成電子，采集起來(lái)后放大，最后以視頻格式輸出。這就需要將讀出電路與紅外芯片“互聯(lián)”。

雙色芯片像素高達(dá)130多萬(wàn)，是單色芯片的16倍，每個(gè)像素都有一個(gè)焊點(diǎn)，一個(gè)指甲蓋大小的空間內(nèi)如此巨量的焊點(diǎn)、精密的結(jié)構(gòu)，如何保證與讀出電路無(wú)縫互聯(lián)呢？

可用倒裝焊接機(jī)，但問(wèn)題是，國(guó)內(nèi)的倒裝焊接機(jī)精度只有3微米左右，而雙色紅外芯片的設(shè)備精度要求在1微米以下，即一根頭發(fā)絲直徑的1/50，而要進(jìn)口高精度的該設(shè)備，沒(méi)門！

沒(méi)辦法，技術(shù)人員只好不停地試驗(yàn)、總結(jié)、修改方案，做了數(shù)百次試驗(yàn)，董事長(zhǎng)黃立經(jīng)常到項(xiàng)目組，和大家一起開(kāi)會(huì)、討論方案……

跨學(xué)科融合創(chuàng)新成攻堅(jiān)“法寶”

“建議從工藝設(shè)計(jì)上做文章，降低對(duì)現(xiàn)有設(shè)備精度的要求。”關(guān)鍵時(shí)刻，黃立支招。

董事長(zhǎng)的話，讓眾人眼前一亮。高德紅外有一條MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）生產(chǎn)線，一直應(yīng)用于非制冷單色探測(cè)器生產(chǎn)，能否借用過(guò)來(lái)呢？

MEMS研發(fā)經(jīng)理馬占鋒與制冷芯片研發(fā)室主任劉斌各帶著近30人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)起了“諸葛亮?xí)薄?

“要提高設(shè)備精度，可嘗試在MEMS上加一些微結(jié)構(gòu)?！痹谖⒔Y(jié)構(gòu)微組裝上頗有建樹(shù)、擁有十多項(xiàng)專利的制冷芯片研發(fā)室工程師金迎春建議。聯(lián)合攻關(guān)團(tuán)隊(duì)當(dāng)即展開(kāi)試驗(yàn)，結(jié)果證明這種結(jié)構(gòu)具有較好的限位、自校準(zhǔn)作用。

焊點(diǎn)互聯(lián)對(duì)接中，還要防止紅外芯片側(cè)滑損傷。為此，MEMS研發(fā)經(jīng)理馬占鋒帶領(lǐng)研發(fā)人員想出了一個(gè)法子：在芯片外圍筑一道方體“圍墻”，通過(guò)交叉融合MEMS技術(shù)，把需焊接的小凸點(diǎn)圍起來(lái)，然后應(yīng)用光刻機(jī)、蝕刻機(jī)實(shí)施無(wú)損傷刻蝕，在芯片上挖一個(gè)長(zhǎng)方體洞，再通過(guò)限位、自校難，成功將設(shè)備精度從3微米提升至1微米以下，使芯片與讀出電路精準(zhǔn)互聯(lián)。

“跨學(xué)科交叉融合創(chuàng)新發(fā)揮了重要作用”，劉斌說(shuō)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將先進(jìn)的非制冷芯片MEMS技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用到制冷芯片研發(fā)，一舉攻克了讓130多萬(wàn)個(gè)像素點(diǎn)連通率達(dá)99.99%以上的微組裝技術(shù)難題。

如今，高德紅外擁有國(guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)中心，研發(fā)團(tuán)隊(duì)超過(guò)1200人，博士、碩士占比超六成，年研發(fā)投入占到企業(yè)支出的10%以上，累獲國(guó)家專利300多項(xiàng)。

應(yīng)用“藍(lán)?！庇型笸卣?/strong>