關(guān)鍵電子元器件發(fā)展亟待突破瓶頸

制造LED芯片所使用的金屬有機(jī)物化學(xué)氣相沉積（MOCVD）設(shè)備主要由德國(guó)和美國(guó)兩家公司供貨，生產(chǎn)觸摸屏所用的玻璃基板主要由美國(guó)和日本的幾大廠商控制，有機(jī)半導(dǎo)體發(fā)光器件的發(fā)光材料專利主要掌握在日本與韓國(guó)廠商的手中……目前，我國(guó)在關(guān)鍵性電子元器件方面雖多年攻關(guān)仍舉步維艱，那么，問(wèn)題到底出在哪兒？

“這里已經(jīng)沒(méi)有理論和設(shè)計(jì)問(wèn)題了。”中國(guó)科學(xué)院電子學(xué)研究所研究員郭開(kāi)周近日接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說(shuō)，研制出在線、無(wú)損、實(shí)時(shí)檢測(cè)以及質(zhì)量控制的技術(shù)平臺(tái)，比單純的產(chǎn)品設(shè)計(jì)困難得多；研制出實(shí)用的技術(shù)平臺(tái)的意義，比掌握某種設(shè)計(jì)技術(shù)重要得多。

公差問(wèn)題不容小視。

電子元器件是電子產(chǎn)品的最基本單元，其質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)、分系統(tǒng)、單機(jī)產(chǎn)品的質(zhì)量。沒(méi)有高可靠性的電子元器件，設(shè)計(jì)再好的電子產(chǎn)品也難以發(fā)揮作用。

一位業(yè)內(nèi)人士給記者打了個(gè)形象的比喻：元器件之于電子產(chǎn)品，就像建筑高樓大廈所用的鋼筋水泥、磚瓦灰石一樣，再好的建筑師如果使用的是低劣的建筑材料，蓋出的樓房也必定是“豆腐渣”。

“對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量，公差的影響巨大。”郭開(kāi)周說(shuō)。

所謂公差，就是實(shí)際參數(shù)值的允許變動(dòng)量。理論計(jì)算是不考慮公差的；而實(shí)際產(chǎn)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(zhì)量的產(chǎn)品，要妥善處理各種各樣的公差，比如：尺寸公差、介質(zhì)材料介電常數(shù)和厚度的公差、工藝環(huán)境（溫度、壓力等）的公差等。

“一些公差的組合是允許的，會(huì)導(dǎo)致成品產(chǎn)生；而另一些公差的組合則是不允許的，會(huì)導(dǎo)致廢品產(chǎn)生。”郭開(kāi)周說(shuō)，公差控制不嚴(yán)，器件傳遞的信號(hào)就會(huì)出現(xiàn)種種問(wèn)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(xiàng)目組負(fù)責(zé)人趙野告訴記者，企業(yè)在生產(chǎn)制造中通常采用良率（良品/產(chǎn)品總數(shù)）作為控制質(zhì)量的指標(biāo)。“普通的電子元器件產(chǎn)品，良率至少要達(dá)到96%～97%，否則報(bào)廢太多，企業(yè)無(wú)法贏利。”

因此，郭開(kāi)周認(rèn)為，要獲得“成品”，必須建立合適的質(zhì)量控制體系，包括實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)測(cè)和控制的技術(shù)平臺(tái)。

“盡管控制產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)工藝的調(diào)整有關(guān)，但在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮如何避免出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。”趙野補(bǔ)充道。

技術(shù)平臺(tái)研制須加強(qiáng)。

在我國(guó)電子元器件行業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，由于國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍規(guī)模較小，技術(shù)研發(fā)起步較晚，故在產(chǎn)業(yè)鏈上游的原材料和設(shè)備環(huán)節(jié)缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，主要集中在代工制造的環(huán)節(jié)，企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力普遍較弱。

究其原因，趙野認(rèn)為，一方面，我國(guó)生產(chǎn)制造電子元器件的開(kāi)放性商業(yè)平臺(tái)較缺乏，較先進(jìn)的工藝平臺(tái)有待完善；另一方面，在設(shè)計(jì)上也還有欠缺，一些核心技術(shù)還沒(méi)掌握。

對(duì)此，郭開(kāi)周建議，在生產(chǎn)流程中，對(duì)階段成品的質(zhì)量實(shí)施在線、實(shí)時(shí)、無(wú)損檢測(cè)。“有經(jīng)驗(yàn)的工作人員可以及時(shí)找到故障點(diǎn)并分析出產(chǎn)生故障的原因，及時(shí)調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，不至于連續(xù)生產(chǎn)廢品；同時(shí)可以對(duì)各種不合格情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、分析，找到在工藝流程中進(jìn)行改善和控制的辦法。”

實(shí)際上，制造出精細(xì)的集成電路并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)質(zhì)量監(jiān)控并不容易。有的單位花了大量經(jīng)費(fèi)、人力和時(shí)間，一直保持著與西方國(guó)家的技術(shù)聯(lián)系，還采用了國(guó)外軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，可是要研制出某些任務(wù)要求的芯片，仍然是困難重重。

“重理論、重設(shè)計(jì)而輕視工藝、技術(shù)平臺(tái)，必然會(huì)出現(xiàn)瓶頸。”郭開(kāi)周說(shuō)。

中國(guó)探月工程三期總設(shè)計(jì)師胡浩在接受采訪時(shí)曾透露，“嫦娥一號(hào)”繞月探測(cè)衛(wèi)星所使用的CCD相機(jī)中的芯片屬于引進(jìn)的高端元器件，它的訂單比原計(jì)劃推遲了半年多，對(duì)項(xiàng)目進(jìn)程產(chǎn)生不利影響。

他坦言：“中國(guó)航天元器件引進(jìn)遭遇拖延的情況時(shí)有發(fā)生，技術(shù)基礎(chǔ)相對(duì)薄弱使得我們?cè)谝恍┓矫媸苤朴谌恕?rdquo;

“初期購(gòu)買國(guó)外設(shè)備是必要的，但在解剖、仿制的過(guò)程中，不重視實(shí)用技術(shù)平臺(tái)的建立會(huì)吃大虧。”郭開(kāi)周說(shuō)，“現(xiàn)在應(yīng)該是花大力氣解決關(guān)鍵國(guó)產(chǎn)部件、器件、元件及材料研發(fā)瓶頸問(wèn)題的時(shí)候了。解決這些瓶頸問(wèn)題，將會(huì)把我國(guó)的科技水平提到一個(gè)更高的層次，我國(guó)的科技事業(yè)將會(huì)形成一個(gè)完整的體系。”

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