國芯晶源不斷滿足關鍵頻率元器件國產化需求

在千百次實驗中突破光刻工藝壁壘

在玉田縣一處安靜的產業園中，坐落著唐山國芯晶源電子有限公司。5月12日，在公司的石英晶體生產車間，各類設備有序運轉。晶片等材料通過自動送料系統進行傳輸，再經過鍍膜、點膠、封焊等流程，最后制成一個個石英晶體元件。

通過這個自動化與智能化兼具的生產車間，每年有近10億支石英晶體元件被生產出來。

生產車間對面的辦公區，技術總監張立強正帶領研發團隊就新產品——音叉型石英晶體諧振器的各項實驗結果進行比對，在不斷糾錯中打通新品的工藝流程。

作為頻率元器件，石英晶體元件廣泛應用於5G通信、車用電子、工業控制等領域。其中，高性能的音叉型石英晶體諧振器，往往是鐘表及電子產品時間精准度的保障。

“鐘表本身並非新品，為何還要研發與其匹配的新的元器件？”記者提出疑惑。

“高性能的音叉型石英晶體諧振器多出自國外企業之手。新品的研發，既能豐富企業的產品線，也能推動這一產品的國產化替代。”張立強解釋道。

“依托的核心技術是什麼？”記者追問。

“我們的‘殺手锏’——半導體光刻工藝。”

說話間，張立強帶領記者來到公司的展台前，1.2毫米×1.0毫米的最小尺寸產品格外引人注目。這種晶體元件裡的石英晶片厚度隻有一根頭發直徑的十五分之一。這一產品正是通過企業自主研發的Q-MEMS（微機電系統）半導體光刻工藝制成。

一直以來，由於國內石英晶體元件企業起步較晚，很多核心制造技術掌握在國外公司手中，以半導體光刻工藝實現高基頻石英晶體元件量產的技術為國外公司壟斷。

如何突破技術難題？

經過多方技術考察后，國芯晶源決定和河北省專精特新“小巨人”企業科技特派團天津大學團隊共同合作進行Q-MEMS先進制程與產品的研發。

智慧的火花在頭腦風暴中碰撞，研發的路徑在千百次實驗中找尋。

在鍍膜制作環節，面對小晶片鍍電極時的偏移公差造成的溫度曲線集中度大幅下降的問題，研發團隊不斷提升刻蝕速率的一致性，增加產品良率。為了讓腐蝕面變平滑，他們找來幾十種試劑，一個一個進行測試，逐步調配出比例合適的蝕刻液。

一次次實驗，一次次失敗﹔一次次總結經驗，一次次取得進步。2021年6月，研發團隊打通了工藝流程，在實驗室中制成了高基頻石英晶體元件。2022年3月，首批30萬支高基頻石英晶體元件完成交付。

而從更大視角看，國芯晶源攪動了石英晶體元件市場。他們突破光刻工藝壁壘，填補了國內空白，實現產業化應用，解決了高基頻、小型化石英晶體元件制造難題，將該產品的價格從幾百英鎊降至幾百元人民幣。

技術上的突破，並非一蹴而就。在公司總經理徐建民看來，最快的速度不是沖刺，而是堅持，創新亦是如此。

堅持在一個領域精耕細作。在石英晶體這個細分行業，國芯晶源30年磨一劍，深度開發系列產品，鍛造強大制造力。

堅持在研發上大膽投入。每年將營業收入的10%投入研發，積極與各大科研院所進行產學研合作，擁有專利128項，成為國家專精特新“小巨人”企業，被認定為國家企業技術中心，以創新力提升競爭力。

如今，國芯晶源仍在科技創新的賽道上加速奔跑。

4月11日，香港環球資源消費電子展拉開帷幕。國芯晶源攜各系列產品亮相展會，展示了在超微型、超高頻、超穩定3大技術方向上的創新成果，吸引眾多專業觀眾駐足商談。

良好的市場反饋，既給了徐建民深耕石英晶體元件領域的信心，也讓他堅定了持續創新的決心，“未來3至5年，我們將加快突破Q-MEMS超高頻光刻技術、超小型SMD石英晶體諧振器、SMD型KHz石英晶體諧振器等關鍵核心技術，規劃建設TSX熱敏晶體等產業化項目，滿足關鍵頻率元器件國產化需求。”（記者馮陽）

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