我國關鍵電子元器件發展亟待突破“瓶頸”
發布時間:2012-05-09
機遇與挑戰:
- 關鍵電子元器件發展亟待突破“瓶頸”
- 技術平台研製須加強
市場數據:
- 普通的電子元器件產品良率至少要達到96%~97%
製造LED芯片所使用的金屬有機物化學氣相沉積(MOCVD)設(she)備(bei)主(zhu)要(yao)由(you)德(de)國(guo)和(he)美(mei)國(guo)兩(liang)家(jia)公(gong)司(si)供(gong)貨(huo),生(sheng)產(chan)觸(chu)摸(mo)屏(ping)所(suo)用(yong)的(de)玻(bo)璃(li)基(ji)板(ban)主(zhu)要(yao)由(you)美(mei)國(guo)和(he)日(ri)本(ben)的(de)幾(ji)大(da)廠(chang)商(shang)控(kong)製(zhi),有(you)機(ji)半(ban)導(dao)體(ti)發(fa)光(guang)器(qi)件(jian)的(de)發(fa)光(guang)材(cai)料(liao)專(zhuan)利(li)主(zhu)要(yao)掌(zhang)握(wo)在(zai)日(ri)本(ben)與(yu)韓(han)國(guo)廠(chang)商(shang)的(de)手(shou)中(zhong)。
目前,我國在關鍵性電子元器件方麵雖多年攻關仍舉步維艱,那麼,問題到底出在哪兒?
“這裏已經沒有理論和設計問題了。”中國科學院電子學研究所研究員郭開周近日接受《中國科學報》記者采訪時說,研製出在線、無損、實時檢測以及質量控製的技術平台,比單純的產品設計困難得多;研製出實用的技術平台的意義,比掌握某種設計技術重要得多。
電子元器件是電子產品的最基本單元,其質量直接關係到整個係統、分係統、單機產品的質量。沒有高可靠性的電子元器件,設計再好的電子產品也難以發揮作用。
一位業內人士打了個形象的比喻:元器件之於電子產品,就像建築高樓大廈所用的鋼筋水泥、磚瓦灰石一樣,再好的建築師如果使用的是低劣的建築材料,蓋出的樓房也必定是“豆腐渣”。
“對於產品質量,公差的影響巨大。”郭開周說。所謂公差,就是實際參數值的允許變動量。理論計算是不考慮公差的;而實際產品中,所有的元器件參量乃至一根金屬線的尺寸都有公差。 完成一件高質量的產品,要妥善處理各種各樣的公差,比如:尺寸公差、介質材料介電常數和厚度的公差、工藝環境(溫度、壓力等)的公差等。
“一些公差的組合是允許的,會導致成品產生;而另一些公差的組合則是不允許的,會導致廢品產生。”郭開周說,公差控製不嚴,器件傳遞的信號就會出現種種問題,如短路或漏電等。
中科院微電子所高性能模擬集成電路項目組負責人趙野告訴記者,企業在生產製造中通常采用良率(良品/產品總數)作為控製質量的指標。“普通的電子元器件產品,良率至少要達到96%~97%,否則報廢太多,企業無法贏利。”
因此,郭開周認為,要獲得“成品”,必須建立合適的質量控製體係,包括實時質量監測和控製的技術平台。 “盡管控製產品質量與生產工藝的調整有關,但在產品設計時就要考慮如何避免出現質量問題。”趙野補充道。
技術平台研製須加強
在(zai)我(wo)國(guo)電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian)行(xing)業(ye)發(fa)展(zhan)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong),由(you)於(yu)國(guo)內(nei)企(qi)業(ye)普(pu)遍(bian)規(gui)模(mo)較(jiao)小(xiao),技(ji)術(shu)研(yan)發(fa)起(qi)步(bu)較(jiao)晚(wan),故(gu)在(zai)產(chan)業(ye)鏈(lian)上(shang)遊(you)的(de)原(yuan)材(cai)料(liao)和(he)設(she)備(bei)環(huan)節(jie)缺(que)乏(fa)競(jing)爭(zheng)力(li),主(zhu)要(yao)集(ji)中(zhong)在(zai)代(dai)工(gong)製(zhi)造(zao)的(de)環(huan)節(jie),企(qi)業(ye)綜(zong)合(he)競(jing)爭(zheng)能(neng)力(li)普(pu)遍(bian)較(jiao)弱(ruo)。
究其原因,趙野認為,一方麵,我國生產製造電子元器件的開放性商業平台較缺乏,較先進的工藝平台有待完善;另一方麵,在設計上也還有欠缺,一些核心技術還沒掌握。
對此,郭開周建議,在生產流程中,對階段成品的質量實施在線、實時、無損檢測。“有經驗的工作人員可以及時找到故障點並分析出產生故障的原因,及時調節工藝參數,不至於連續生產廢品;同時可以對各種不合格情況進行實驗、分析,找到在工藝流程中進行改善和控製的辦法。”
實際上,製造出精細的集成電路並實現實時質量監控並不容易。有的單位花了大量經費、人力和時間,一直保持著與西方國家的技術聯係,還采用了國外軟件進行設計,可是要研製出某些任務要求的芯片,仍然是困難重重。
“重理論、重設計而輕視工藝、技術平台,必然會出現瓶頸。”郭開周說。中國探月工程三期總設計師胡浩在接受采訪時曾透露,“嫦娥一號”繞月探測衛星所使用的CCD相機中的芯片屬於引進的高端元器件,它的訂單比原計劃推遲了半年多,對項目進程產生不利影響。
他坦言:“中國航天元器件引進遭遇拖延的情況時有發生,技術基礎相對薄弱使得我們在一些方麵受製於人。” “初期購買國外設備是必要的,但在解剖、仿製的過程中,不重視實用技術平台的建立會吃大虧。”郭開周說,“現在應該是花大力氣解決關鍵國產部件、器件、元(yuan)件(jian)及(ji)材(cai)料(liao)研(yan)發(fa)瓶(ping)頸(jing)問(wen)題(ti)的(de)時(shi)候(hou)了(le)。解(jie)決(jue)這(zhe)些(xie)瓶(ping)頸(jing)問(wen)題(ti),將(jiang)會(hui)把(ba)我(wo)國(guo)的(de)科(ke)技(ji)水(shui)平(ping)提(ti)到(dao)一(yi)個(ge)更(geng)高(gao)的(de)層(ceng)次(ci),我(wo)國(guo)的(de)科(ke)技(ji)事(shi)業(ye)將(jiang)會(hui)形(xing)成(cheng)一(yi)個(ge)完(wan)整(zheng)的(de)體(ti)係(xi)。”
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