電子設備的“心臟”國產化在這里如何實現
——九問河北新興產業怎樣上新④
近日,河北遠東通信系統工程有限公司收到一條好消息:他們最新研發的9mm*7mm小型化表貼恒溫晶體振蕩器(簡稱“恒溫晶振”),順利通過客戶產品線驗證。這將成為公司新的經濟增長點。
一只恒溫晶振,指甲蓋大小,卻被稱為電子設備的“心臟”。為了讓它實現國產化替代,遠東通信從奮起追趕到并跑超越,實現市場份額居全球前列。
他們是如何做到的?
7月19日,在河北遠東通信系統工程有限公司,工作人員在檢測恒溫晶振貼裝電路板。記者李暢攝
接受記者采訪時,遠東通信時頻事業部總經理張振友捧出2個盒子,里面分別陳列著迭代數次的晶體諧振器和恒溫晶振。
從插裝到表貼,晶體諧振器工藝越來越復雜、應用場景越來越廣泛。
從36mm*27mm到9mm*14mm再到9mm*7mm,恒溫晶振越來越小、集成度越來越高。
在恒溫晶振中,晶體諧振器是最核心部件,也是最難啃的硬骨頭。在晶振領域摸爬滾打30余年的張振友心中,烙印最深的是他們填補國內恒溫晶振技術空白的SC切(應力補償切割)晶體諧振器。
2005年,我國3G網絡建設啟動,而3G通信基站所用的高穩定度SC切恒溫晶振卻被國外壟斷,一只售價上千元。“主要是國內不掌握SC切晶體諧振器技術,我們決心攻克這一‘卡脖子’難題。”張振友回憶起19年前與SC切恒溫晶體諧振器技術結緣的場景。
作為團隊中的“長者”,也是“領頭羊”,時年35歲的張振友,帶領兩名技術人員開始闖關。
當時能參考借鑒的資料非常少。除了“啃”外文資料,他們還跑到北京、西安等地請教業界專家,共同探討如何突破SC切晶體諧振器技術。
要實現技術攻關,就要建設一條高穩定度SC切晶體諧振器生產線,但市面上并沒有現成的生產設備。
河北遠東通信系統工程有限公司員工在生產線上進行作業。(河北日報資料片)記者史晟全攝
沒有產線,那就拼出來一條!
研發團隊梳理出總體技術路線,從這里采購一臺設備,在那里定制一臺機器,再加上自研的設備,拼湊出來一條生產線。
產線有了,但產品合格率極低,100個產品能用的只有五六個,這怎么行?
3個人“長”在產線上,白天忙著做試驗,晚上湊到一起分析問題、總結經驗、布置任務,不斷探索優化工藝,經過一年多的努力,產品合格率逐漸從5%提高到40%再到80%。
月產4000只!2006年,遠東通信SC切晶體諧振器終于實現小批量生產,指標性能媲美當時的進口產品,價格卻低得多,實現了國產化替代。
但在興奮過后,大家并不滿意:產量不夠高、單價不夠低、工藝還需優化、合格率尚需提升。
SC切晶體切割機每次只能切一片,效率低、成本高。必須攻克這個難題!這是產線實現大批量生產的必經之路。
屢次試驗失敗后,一次頭腦風暴時,有人提出:能否借鑒其他行業批量切割設備改造SC切晶體切割機?
“可行!”大家認真研究半導體行業的切割設備后,發現了批量切割的“訣竅”:就像切黃瓜,一次只能切一片,但如果把數把刀平行排布,一次就能切數片。
批量切割問題解決了,但又來了新問題:SC切晶體諧振器對石英晶片角度控制極為嚴格,等效厚度需要控制到納米級別,相當于一根發絲的萬分之一到千分之一。
創新,失敗,總結經驗再創新……一次次推倒重來。大半年后,成功了!SC切晶體切割機一次可精準切割近300片。
就這樣,一關一關闖,一關一關過,SC切晶體諧振器量質不斷提升。2008年,當高穩定度恒溫晶振需求激增時,遠東通信SC切晶體諧振器的月產能已達20萬只,是剛量產時的50倍。
“啃”下SC切晶體諧振器,遠東通信高穩定度恒溫晶振供不應求。
“當時,甚至有客戶派人駐企搶貨,待產品下線就‘占住’。”張振友說,憑借這條產線,遠東通信迅速占據了國內大半個高穩定度恒溫晶振市場。2006年至2010年,該公司恒溫晶振出貨量翻了三番,擊敗了多家國外競爭對手。
更讓團隊揚眉吐氣的是,這是國內首款具有完全自主知識產權的高穩定度SC切恒溫晶振,打破了國外企業長期壟斷。他們乘勝追擊,持續攻克了SC切雙轉角多線切割等多項關鍵技術,其中晶片線切割、真空封裝等十幾項工藝均為國內首創。
2014年前后,該公司SC切恒溫晶振多項核心技術已領先國外同行,實現了從趕到超的跨越。
“這是以問題為導向,抓住機遇走出的一條自主創新之路。”現在回頭看,張振友這樣總結。
站在行業潮頭,遠東通信人創新腳步并未就此停歇,持續向更高峰邁進。
他們研發出新一代超低相噪恒溫晶振,刷新了國內低噪時頻器件行業指標水平,為我國高端測試儀器國產化提供技術支持。
他們開發了小型化表貼恒溫晶振,結束了我國核心網網關設備用恒溫晶振依賴進口的局面。
如今,遠東通信在時頻領域獲得授權發明專利10余項,研制的小型化、高穩定度、低噪類、抗振類等多個系列近百個產品型號實現了國產化替代。(記者 米彥澤)
記者手記
前瞻布局關鍵創新資源
在遠東通信采訪時,記者看到了晶體諧振器和恒溫晶振的迭代變遷,傾聽了SC切晶體諧振器技術從追趕到超越的故事,深刻感受到,每一項關鍵核心技術突破的背后,都映射出科研人員夜以繼日的拼搏與堅守。
突破,離不開敢為人先的開拓精神。
在高端恒溫晶振的賽道上,后發并不意味著永居人后。
遠東通信敢于創新、敢為人先。研發團隊大膽改造設備、優化工藝,摸索出國內首創的晶片線切割、真空封裝等十幾項工藝,逐漸從追趕者變成并跑者、領跑者。
突破,更需要腳踏實地的苦干精神。
追逐夢想的路上沒有捷徑,要志存高遠,也要腳踏實地。
在研發過程中,他們遇到了諸多困難,如沒技術、缺設備、分析手段少、合格率低等。高級工程師王盼回憶,僅攻關和優化SC切晶體諧振器電阻指標,他們就耗時數年,歷經數百批次的試驗,耗費數萬顆晶體。
失敗與成功交織,他們早已習慣了這種探索節奏。他們深知,只有通過一次又一次試驗,攻克一個又一個技術堡壘,才能實現從無到有、從有到優,最終占據技術制高點。
突破,還要前瞻布局關鍵創新資源。
誰具有超前眼光,誰就能贏得未來。
在我國3G時代來臨之前,遠東通信攻克了SC切晶體諧振器技術,擊敗了多個國外競爭者,結束了高端恒溫晶振依賴進口的局面。
而今,隨著核心網網關設備用恒溫晶振需求的激增,它再次憑借前瞻性布局,打破國外技術壟斷,填補了國內小型化表貼恒溫晶振的市場空白。
遠東通信的故事告訴我們,在科技創新道路上,沒有永遠的王者,在強者環伺中逆風翻盤,并非不可實現的神話。
發展新質生產力,河北需要更多的“遠東通信”,不斷在關鍵核心技術上取得新突破,攀登更高的科技山峰。(米彥澤)