風(fēng)華高科：攻克超微型片式阻容元件關(guān)鍵技術(shù) 實現(xiàn)原材料自主供應(yīng)

文/葉青

[導(dǎo)語]

廣東風(fēng)華高新科技股份有限公司(以下簡稱“風(fēng)華高科”)是一家專業(yè)從事新型元器件、電子材料、電子專用設(shè)備等電子信息基礎(chǔ)產(chǎn)品的高科技上市公司，自1985年進入電子元器件行業(yè)以來，實現(xiàn)了跨越式發(fā)展，現(xiàn)已成為國內(nèi)最大的新型元器件及電子信息基礎(chǔ)產(chǎn)品科研、生產(chǎn)和出口基地，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)及核心技術(shù)的國際知名新型電子元器件行業(yè)大公司。在今年廣東省科技創(chuàng)新大會上，風(fēng)華高科“超微型片式阻容元件精密制造技術(shù)及應(yīng)用”獲得2020年度廣東省科技進步獎一等獎。

一款最小的薄介質(zhì)高容片式多層陶瓷電容器（MLCC）元件，僅有0.4mm×0.2mm。你難以想象，如此微型的電子元件中包含有多達數(shù)百上千層的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。在過去，這個核心技術(shù)一直掌握在外國人手中。

風(fēng)華高科總工程師、研究院院長付振曉團隊向該核心技術(shù)發(fā)起總攻。他們研究的項目“超微型片式阻容元件精密制造技術(shù)及應(yīng)用”，攻克了超微型片式阻容元件關(guān)鍵技術(shù)，實現(xiàn)了微型片式阻容元件及關(guān)鍵材料的產(chǎn)業(yè)化和自主供應(yīng)，有效緩解了我國高端阻容元件“卡脖子”問題。該項目獲得2020年度廣東省科技進步獎一等獎。

攻克關(guān)鍵核心技術(shù)

提起片式阻容元件，你一定感到十分陌生。但實際上，片式阻容元件和我們的生活息息相關(guān)，比如一部智能手機就含有片式電容器約1100顆、電阻器300~400顆。

我國片式阻容元件消耗量約占全球總量70%，自主生產(chǎn)卻不足8%，尤其是高端片式阻容元件國內(nèi)基本依賴進口，年度貿(mào)易逆差超300億元。

瞄準(zhǔn)“超小尺寸、超薄介質(zhì)、高精度、高可靠”的技術(shù)需求，付振曉帶領(lǐng)團隊聯(lián)合清華大學(xué)、中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院、中興通訊股份有限公司、清華大學(xué)深圳國際研究生院組建了項目攻關(guān)團隊，研發(fā)薄介質(zhì)高容片式多層陶瓷電容器，制訂了詳細的攻關(guān)計劃，將大問題拆解為小問題，分工合作、逐一擊破。

以超微型片式阻容元件快速共燒技術(shù)創(chuàng)新為例，項目攻關(guān)團隊根據(jù)不同材料的溫度和反應(yīng)差異等，研究出提高升溫速度、縮短升溫時間可有效降低燒結(jié)動力及界面反應(yīng)能的原理，在此基礎(chǔ)之上，發(fā)明了MLCC快速共燒技術(shù)。這項成果解封了被國外封鎖的關(guān)鍵工藝技術(shù)，產(chǎn)品容量提升超過30%，合格率提升至94%以上。同時，項目攻關(guān)團隊國內(nèi)首創(chuàng)賤金屬端電極新型低溫?zé)Y(jié)技術(shù)，將端電極表面氣孔率降至0.2%，產(chǎn)品失效率降低至1ppm以下，達到國際標(biāo)桿企業(yè)水平。

薄介質(zhì)高容片式多層陶瓷電容器、高精度01005片式電阻器以及高性能納米晶介質(zhì)材料，研究團隊研發(fā)出的這些新技術(shù)產(chǎn)品，已在移動通信、汽車電子、工控、智能家電等領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用，其中在中興、華為手機及基站所需阻容元件種類中占比已達30%以上，并出口歐美及東南亞國家及地區(qū)。

“該研究項目攻克了超微型片式阻容元件關(guān)鍵技術(shù)，填補了國內(nèi)空白，實現(xiàn)了微型片式阻容元件及關(guān)鍵材料的產(chǎn)業(yè)化和自主供應(yīng)，有效緩解了我國高端阻容元件‘卡脖子’問題，實現(xiàn)了5G基站用阻容元件的自主供應(yīng)，為我國電子信息產(chǎn)業(yè)的安全發(fā)展和國家戰(zhàn)略安全提供了有力保障。”付振曉說。

創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵

新型電子元器件及電子基礎(chǔ)材料作為多種現(xiàn)代新興技術(shù)交匯融合的高科技產(chǎn)業(yè)，其材料、工藝及生產(chǎn)設(shè)備的更新?lián)Q代與技術(shù)升級跨度大，速度快。

“沒有自主開發(fā)創(chuàng)新能力的話，企業(yè)很難在激烈的技術(shù)及市場競爭中存活下來?！备墩駮援厴I(yè)后就進入風(fēng)華高科博士后科研工作站，工作近20年來，多次面臨國際同行業(yè)技術(shù)大變革所帶來的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，讓他深深認(rèn)識到創(chuàng)新的重要性。

“1996年，適應(yīng)世界電子設(shè)備向‘輕薄小巧’方向發(fā)展，由美國首先研發(fā)推出低溫?zé)Y(jié)高介電系數(shù)陶瓷介質(zhì)粉體新材料，1997年，適應(yīng)電子產(chǎn)品大幅度降低成本提高性能，由日本首先研發(fā)推出的賤金屬取代貴金屬電極的電子陶瓷新材料新工藝等，都帶給我們很大挑戰(zhàn)。”付振曉回憶道，這些國際最新技術(shù)不但在其剛向市場推出時對中國嚴(yán)密封鎖，即使在其進入微利階段后仍然開出轉(zhuǎn)讓“天價”，這激勵著風(fēng)華高科將自主創(chuàng)新作為企業(yè)發(fā)展的立身之本。

風(fēng)華高科先后投入上億元籌建了材料研究中心、工藝研究中心、應(yīng)用研究中心、分析測試研究中心，搭建了一個能覆蓋電子元器件產(chǎn)業(yè)鏈上下游的研發(fā)平臺。2015年，風(fēng)華高科成功獲批建設(shè)國內(nèi)唯一一家設(shè)立在電子元器件材料領(lǐng)域的企業(yè)國家級重點實驗室，以應(yīng)用基礎(chǔ)研究、關(guān)鍵共性技術(shù)研究為重點，解決超微、高可靠、高密度集成等新型電子元器件關(guān)鍵材料與工藝技術(shù)難題。

早在2005年，付振曉帶領(lǐng)團隊獲得廣東省科技進步獎一等獎。“再次獲獎是對項目科技成果的認(rèn)可，但這些榮譽歸于過去。”付振曉表示，在高端電子元器件領(lǐng)域，我國和日本的技術(shù)水平差距還比較大，任務(wù)仍然異常艱巨。立足當(dāng)下，我國片式阻容元件產(chǎn)業(yè)如何在世界電子信息產(chǎn)業(yè)之林謀求一席之地，是未來很長一段時間內(nèi)都需要思考的問題。