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红外芯片新突破,高德红外10年累获国家专利三百多项


  来源: 湖北日报 时间:2021-03-17 编辑:清风
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编者按


湖北省科技创新大会提出,抓创新就是抓发展,谋创新就是谋未来。近年来,湖北省不少企业纷纷建立企业技术中心、研发中心、工程实验室等,使之成为企业创新的“强磁场”、市场竞争的“撒手锏”和企业效益的“聚宝盆”。


近日,湖北日报全媒记者走进高德红外、格林美、良品铺子等多家企业,探寻企业实验室以市场为导向全力研发、助推企业高质量发展的生动故事。敬请关注。


“十年磨一剑,我们不仅将红外芯片造出来了,而且达到了世界先进水平!”3月12日,全国政协委员、武汉高德红外股份有限公司董事长黄立,掩饰不住内心的兴奋。


最近,全球领先的红外热像仪专业研制厂商——高德红外可谓“双喜临门”:2月18日的全省科技创新大会上,其高性能制冷红外焦平面探测器关键技术及应用项目荣获省科技进步一等奖;一周后,该公司百万像素中中波双色制冷红外探测器项目成果,被省技术交易所组织的评价专家组一致认为,“具有自主知识产权,填补国内空白,整体水平达到国际先进水平”。


十年回眸,高德红外探测器中心研发团队一步一个脚印,矢志不移往前冲,终于实现了我国在制冷红外探测器芯片领域的重大技术突破,使得中国跻身全球少数几个能独立研制大面阵制冷双色红外探测器及其应用产品的国家行列。


向“卡脖子”技术持续冲击


去年抗疫中,红外热像仪成为筛查新冠肺炎患者的利器。而其核心器件探测器芯片,过去长期被美国等国垄断。


早从2008年起,高德红外就持续投入巨资、技术精英研制红外探测器芯片。曾就职于中科院上海技术物理研究所的高德红外探测器中心副总经理周文洪博士告诉湖北日报全媒记者,历经近十年攻关,该公司于2017年自主研发出了高性能制冷单色百万像素红外探测器芯片,力推企业当年营收跃升至10亿级。


彼时,少数西方发达国家已掌握百万像素双色红外探测器芯片技术,并对我国实施技术封锁。我国在大面阵、双色探测器领域与之差距明显。


“双色芯片最大的好处,是有更强的目标识别能力。”周文洪解释,红外芯片能探测很弱小的目标,但目标识别能力较弱,若加入另外一个波段,可根据目标在两个波段的光谱特征信息,区分识别目标是什么、属何种类型。


在周文洪看来,红外芯片从单色到双色“非常难”,首先是芯片所用的材料体系不一样,双色芯片需用到碲镉汞、超晶格等特殊材料,仅材料改进攻关就花了3年。


其次,红外芯片要通过“读出电路”,将光转化成电子,采集起来后放大,最后以视频格式输出。这就需要将读出电路与红外芯片“互联”。


双色芯片像素高达130多万,是单色芯片的16倍,每个像素都有一个焊点,一个指甲盖大小的空间内如此巨量的焊点、精密的结构,如何保证与读出电路无缝互联呢?


可用倒装焊接机,但问题是,国内的倒装焊接机精度只有3微米左右,而双色红外芯片的设备精度要求在1微米以下,即一根头发丝直径的1/50,而要进口高精度的该设备,没门!


没办法,技术人员只好不停地试验、总结、修改方案,做了数百次试验,董事长黄立经常到项目组,和大家一起开会、讨论方案……


跨学科融合创新成攻坚“法宝”


“建议从工艺设计上做文章,降低对现有设备精度的要求。”关键时刻,黄立支招。


董事长的话,让众人眼前一亮。高德红外有一条MEMS(微机电系统)生产线,一直应用于非制冷单色探测器生产,能否借用过来呢?


MEMS研发经理马占锋与制冷芯片研发室主任刘斌各带着近30人的研发团队开起了“诸葛亮会”。


“要提高设备精度,可尝试在MEMS上加一些微结构。”在微结构微组装上颇有建树、拥有十多项专利的制冷芯片研发室工程师金迎春建议。联合攻关团队当即展开试验,结果证明这种结构具有较好的限位、自校准作用。


关键词:高德红外 红外探测器 红外芯片    浏览量:1246

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