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保定中關村創新基地中創燕園半導體科技有限公司創新發展記

2020-07-14 09:18:32 來源:河北新聞網
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日前,在中創燕園半導體科技有限公司內,工作人員在加緊生產。保定中關村創新基地復工復產以來,開展“產業協同計劃”,搭建企業交流平台,組織近20場線上精準對接活動,促成多家企業合作,促進了企業穩步發展。 河北日報記者史晟全攝

保定市高新區中關村創新基地,中創燕園半導體科技有限公司(以下簡稱中創燕園)一期擴建項目正在緊鑼密鼓地建設中。

受新冠肺炎疫情影響,不少企業尚未走出困境,中創燕園卻在忙着擴大產能。

為何有如此逆勢而上的勇氣?帶着這樣的疑問,記者走進這家從事第三代半導體關鍵材料技術研發及應用的高科技民營企業。

“北京科研成果”在這裏落地轉化

7月7日,在中創燕園產品展示廳,一塊邊長10釐米左右的正方形陶瓷片吸引了記者的注意,它的表面光滑無比,厚度卻比指甲還薄。“這是我們自主研發的高散熱氮化鋁陶瓷基板,主要用於5G、高鐵、新能源汽車等大功率的高頻封裝器件。”中創燕園氮化鋁事業部總監郭堅説,該產品是“北京科研成果”在保定落地轉化的第一款產品。

中創燕園是北京大學寬帶半導體研究中心產業化技術在保定落地形成的企業,是京津冀協同發展的成果之一。“我們為什麼選擇保定?因為這裏有中關村‘帶土移植’的創新生態,距離北京近,人力、房租等綜合成本低,並且具備承接科技項目轉化的空間。”2016年,北京大學半導體材料研究專家孫永健,果斷帶領郭堅博士後等北京大學寬帶半導體研究中心的中青年科學家,在保定中關村創新基地創辦中創燕園,並建立起半導體實驗室、廠房以及保定首個百級超淨車間。

“近年來,封裝器件的體積在變小、功率在增大、封裝密度在提高,傳統的樹脂基板和氧化鋁陶瓷基板由於導熱性能差,已經不能滿足散熱需要,這使封裝器件的發展遇到瓶頸。”郭堅説,為解決這一問題,他們從2013年就開始致力於高散熱氮化鋁陶瓷基板的研發。

2016年底,郭堅所在的北京大學科研團隊將這項國際先進的半導體技術帶到中創燕園轉化。經過不斷改進和優化,2018年底,高散熱氮化鋁陶瓷基板正式上市,打破了國外技術壟斷,經權威機構檢測,各項指標均處於國際先進水平。據瞭解,這款基板熱導率是氧化鋁陶瓷基板的8倍,還具備高強度、絕緣性能佳、環保等優點,大大提高了封裝器件的使用壽命。

目前,該產品月產能達5萬片,深受北京大學物理學院、東莞光電研究院等科研院所青睞,是解決大功率LED器件、集成電路和IGBT(充放電絕緣柵逆變器)等封裝器件散熱瓶頸的最優選材料。

然而,郭堅和同事對此並不滿足。目前,他們還在調整生產氮化鋁陶瓷基板的工藝配方,優化陶瓷燒結工藝,改進生產設備,想方設法提高產品性能。目前,該產品的熱導率已經達到240瓦/米·度,具備和發達國家先進企業“同台競技”的實力。

日前,在中創燕園半導體科技有限公司內,工作人員正在對電路板進行檢測。河北日報記者史晟全攝

超淨車間裏的“技術革命”

戴好口罩、套上鞋套、穿好潔淨服……記者走進中創燕園百級超淨車間。

在櫥櫃似的設備裏,平板藍寶石襯底正在經歷激光掃描、勻膠、掩膜層生成等工序。“經過這些工序的‘洗禮’,原來的襯底將發生‘脱胎換骨’的變化。”中創燕園襯底事業部總監竇學剛説。

襯底是LED發光器件的最基礎材料,涵蓋日常生活中各種電器顯示和照明等,目前LED市場主流的圖形化藍寶石襯底的性能已經達到極限,亮度和能效均無法提升。

為此,中創燕園另闢蹊徑,自主研發出一種複合襯底——新型圖形襯底,在提高出光效率的同時實現節約能源的目標。據介紹,新型圖形襯底是在平板藍寶石襯底的基礎上進行工藝升級成複合襯底,並在這個複合材料上“生長”出上億顆均勻分佈的圓錐體,從而使產品的發光效率至少提升10%、生產效率至少提升1倍、成本降低25%。

“更重要的是,外延廠商使用這一產品時,無須調整原有工藝,就可進行與傳統產品的無縫替換,還能使光刻成本降低,提高生產效率。”竇學剛説,這一技術填補了國內空白,將引發我國第三次襯底革命。

目前,該產品已經量產,並獲得湘能華磊、聚燦光電等央企及上市公司超過3000萬元的市場訂單,並建立了長期合作機制。

瞄準高精尖技術自主研發新型圖形襯底,是中創燕園建立全面系統的研發體系所取得的成果之一。自2016年以來,中創燕園自主研發出完美圖形襯底復活技術、LED生物農業全環控智能系統等突破瓶頸的產品或技術,獲得發明專利13項、PCT專利1項。

“這得益於我們一流的研發力量,60多名員工中,以北京大學關鍵材料及裝備技術專業為依託的科研專家和技術人員佔20%,具備承擔國家、省、市重大科研項目的能力。其中,公司領軍人才、北京大學工學院副研究員、北京大學寬禁帶半導體研究中心保定基地主任孫永健博士曾承擔國家863計劃、自然科學基金、大功率封裝技術創新平台等國家及省級重點項目10餘項,引領着中創燕園在我國第三代半導體產業向更高端發展。”中創燕園辦公室主任王琳説,除此之外,每年還投入大量資金用於技術研發,僅去年科研投入就達418萬元,佔純利潤的144.23%。

高科技種出不用陽光土壤的蔬菜

沒有陽光,沒有土壤。在中創燕園植物工廠,記者看到生菜、芹菜等葉菜在LED照明燈下恣意生長。中創燕園LED智慧生物農業事業部經理臧玉文正在為這些蔬菜“查體”。

“在光合放氧生物中,葉體中的葉綠素對太陽光有兩個吸收高峯,分別是420納米附近的藍區和660納米附近的紅區。其中,波長400-520納米的是藍光,可以促進綠葉生長;波長610-720納米的紅光,有助於開花結果和延長花期。”臧玉文説,他們自主研發的這套LED現代生物農業設施,採用的是智能型LED植物光源,可根據不同作物、不同生長階段的不同需求,調節光源的光譜和光強,這不僅使作物生長擺脱了陽光強弱、長短的制約,還能為作物提供“專屬服務”。

除此之外,這套設施還採用水肥輸送、全自動氣氛環境等全環境控制系統,對植物生長髮育的温度、濕度、CO2濃度以及營養液等環境條件進行自動控制,可以實現週年生產,並且生產的作物沒有農藥和激素,是純粹無污染無公害綠色食品。

2018年,中創燕園與河北農業大學合作開展了中草藥植物的育苗試驗,成功培育的紫蘇、板藍根、蒲公英、桔梗、白芷、藿香等幼苗,發芽率高、出芽整齊、幼苗植株健壯,生長良好。其中,紫蘇、蒲公英和桔梗育苗成功後繼續在水培設備上培養,在植物工廠內生長1至2個月即可達到食用狀態,比自然條件下早成熟1至2個月。

此外,這項LED現代生物農業技術還被應用到中國科學院植物工廠實驗室、邢台樹莓組培基地等項目,並承擔了“月宮一號”再生生命保障系統的種植艙光照設計與實施。

按照計劃,今年10月,中創燕園LED關鍵裝備及智能生物設備項目將開工建設,總投資12億元,預計5年時間建成,項目達產後年產LED關鍵裝備及智能生物設備8350套,年銷售額超過18億元。

“回顧企業發展,我們靠的就是創新精神。今後,我們要以打造國際一流的半導體科研生產基地為己任,強化協同創新,努力開發新技術,勇敢追超國內外領先企業,帶動整體行業健康發展。”中創燕園總經理孫永健説。(河北日報記者徐華

來源:河北新聞網
責任編輯:郭薇
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