深耕集成電路領域

給手機裝上“石家庄芯”，要分幾步走？

3月12日，在河北新華北集成電路有限公司調測室裡，工程師正操控設備給芯片做“體檢”。 河北日報記者董昌攝

手機通話，靠什麼實現話質清晰又不失真？

3月12日，在石家庄市鹿泉區河北新華北集成電路有限公司的實驗室裡，該公司總經理助理唐軍華拿起桌上一顆豆粒大小的黑色塊狀物體，放在指尖上給記者看：“靠的就是它。這是一款移動通信射頻前端低噪聲放大器芯片。”

一顆“小豆粒”，真有那麼大作用？

記者在顯微鏡下看到，這顆“小豆粒”裡有很多線條交叉分布。“它能把有用信號放大，還能保証聲音不失真，手機和5G基站都離不開它。”唐軍華說，他們自主研發的這款芯片實現了國產化替代，三階互調、噪聲系數等指標均達到國際先進水平。

時間回到2018年，新華北集成電路有限公司生產的低噪聲放大器芯片與國外同類產品相比還有不小差距。

“當時，我們的芯片噪聲系數大，互調也不高，聲音嚴重失真。”唐軍華解釋道，“解決這些難題需要盡快突破技術瓶頸。這就好比在一個通道裡有兩種聲音，既要把想要的聲音放大，又要把另一個聲音降到最低，傳出的聲音還要保持原聲。”

新華北集成電路有限公司組織所有技術人員召開技術研討會。“移動通信產品要佔領市場，通話質量是第一關。我們必須攻克這個難題。”“國外企業能實現的，我們加大研發力度也一定能做到。”會上，大家達成共識。

隨后3年多的時間裡，公司芯片研發帶頭人高博和張曉朋組織相關人員，圍繞低噪聲放大器芯片開展了4輪技術創新迭代和流片。

工藝設計上，提升溝道濃度，改善器件跨導特性，降低器件本體非線性﹔電路設計上，採用線性最優偏置法，找到有源器件的最優工作狀態……

2021年，該公司研發的低噪聲放大器芯片多項指標達到國際先進水平。“之所以能取得成功，得益於公司在創新研發上不計成本的投入。”唐軍華說，公司從2019年開始，每年研發經費都增加1000萬元以上，持續實施關鍵核心技術攻關。

產品開始批量生產，國內移動通信企業的訂單接踵而至。

這時又遇到了新煩惱。“每一顆芯片都必須經過測試才能進入市場，就像農民會將收獲后的小麥拋在空中，利用風吹走空癟的麥殼，留下飽滿的麥粒。”唐軍華說。

不同的是，芯片測試並不是簡單的篩選，而是要闖過一道道極為嚴苛的“關卡”。“剛開始流片時，我們的芯片良率僅有50%。”唐軍華記憶猶新。

芯片測試，關鍵靠設備。

對標國際一流實驗室，新華北集成電路有限公司購買數十台不同類型的高端設備，搭建了芯片自動化測試系統，牢牢把控芯片質量關。

該公司研發部副主任丁理想從事集成電路研發已有十多年，深諳芯片測試的原理。

透過調測室潔淨的玻璃窗，看著工程師們正操控設備給芯片做“體檢”，丁理想娓娓道來：“芯片測試，不僅是封裝后的成品測試，還要把測試品控貫穿到研發生產的每個環節，包括設計階段的仿真驗証、流片制造階段的過程工藝檢測等。”

“我們堅持從芯片設計到流片進行全過程、多環節檢測，再加上每個階段要求的參數指標都高於出廠指標，才有了現在流片時95%的良率。”丁理想說，目前公司僅低噪聲放大器芯片年產能就超3000萬顆。

從有到優，是新華北集成電路有限公司多年來深耕集成電路領域的縮影。近年來，公司先后拿到國家科學技術進步獎二等獎、中國電子學會科學技術獎二等獎，建成了河北省衛星通信射頻技術創新中心、省移動通信用射頻集成電路重點實驗室等。

“現在，公司實現量產的有低噪聲放大器芯片、衛星互聯網多功能芯片、車載激光雷達用驅動器等20多種高端電子產品。”唐軍華說，他們正圍繞衛星互聯網應用場景方面的研發創新，加快布局空天信息領域新賽道。（記者董昌）

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