中国科学报:关键电子元器件发展亟待突破瓶颈

中国教育装备采购网2012-05-04 16:14围观4209次我要分享

  制造LED芯片所使用的金属有机物化学气相沉积(MOCVD)设备主要由德国和美国两家公司供货,生产触摸屏所用的玻璃基板主要由美国和日本的几大厂商控制,有机半导体发光器件的发光材料专利主要掌握在日本与韩国厂商的手中……

  目前,我国在关键性电子元器件方面虽多年攻关仍举步维艰,那么,问题到底出在哪儿?

  “这里已经没有理论和设计问题了。”中国科学院电子学研究所研究员郭开周近日接受《中国科学报》记者采访时说,研制出在线、无损、实时检测以及质量控制的技术平台,比单纯的产品设计困难得多;研制出实用的技术平台的意义,比掌握某种设计技术重要得多。

  公差问题不容小视

  电子元器件是电子产品的最基本单元,其质量直接关系到整个系统、分系统、单机产品的质量。没有高可靠性的电子元器件,设计再好的电子产品也难以发挥作用。

  一位业内人士给记者打了个形象的比喻:元器件之于电子产品,就像建筑高楼大厦所用的钢筋水泥、砖瓦灰石一样,再好的建筑师如果使用的是低劣的建筑材料,盖出的楼房也必定是“豆腐渣”。

  “对于产品质量,公差的影响巨大。”郭开周说。

  所谓公差,就是实际参数值的允许变动量。理论计算是不考虑公差的;而实际产品中,所有的元器件参量乃至一根金属线的尺寸都有公差。

  完成一件高质量的产品,要妥善处理各种各样的公差,比如:尺寸公差、介质材料介电常数和厚度的公差、工艺环境(温度、压力等)的公差等。

  “一些公差的组合是允许的,会导致成品产生;而另一些公差的组合则是不允许的,会导致废品产生。”郭开周说,公差控制不严,器件传递的信号就会出现种种问题,如短路或漏电等。

  中科院微电子所高性能模拟集成电路项目组负责人赵野告诉记者,企业在生产制造中通常采用良率(良品/产品总数)作为控制质量的指标。“普通的电子元器件产品,良率至少要达到96%~97%,否则报废太多,企业无法赢利。”

  因此,郭开周认为,要获得“成品”,必须建立合适的质量控制体系,包括实时质量监测和控制的技术平台。

  “尽管控制产品质量与生产工艺的调整有关,但在产品设计时就要考虑如何避免出现质量问题。”赵野补充道。

  技术平台研制须加强

  在我国电子元器件行业发展的过程中,由于国内企业普遍规模较小,技术研发起步较晚,故在产业链上游的原材料和设备环节缺乏竞争力,主要集中在代工制造的环节,企业综合竞争能力普遍较弱。

  究其原因,赵野认为,一方面,我国生产制造电子元器件的开放性商业平台较缺乏,较先进的工艺平台有待完善;另一方面,在设计上也还有欠缺,一些核心技术还没掌握。

  对此,郭开周建议,在生产流程中,对阶段成品的质量实施在线、实时、无损检测。“有经验的工作人员可以及时找到故障点并分析出产生故障的原因,及时调节工艺参数,不至于连续生产废品;同时可以对各种不合格情况进行实验、分析,找到在工艺流程中进行改善和控制的办法。”

  实际上,制造出精细的集成电路并实现实时质量监控并不容易。有的单位花了大量经费、人力和时间,一直保持着与西方国家的技术联系,还采用了国外软件进行设计,可是要研制出某些任务要求的芯片,仍然是困难重重。

  “重理论、重设计而轻视工艺、技术平台,必然会出现瓶颈。”郭开周说。

  中国探月工程三期总设计师胡浩在接受采访时曾透露,“嫦娥一号”绕月探测卫星所使用的CCD相机中的芯片属于引进的高端元器件,它的订单比原计划推迟了半年多,对项目进程产生不利影响。

  他坦言:“中国航天元器件引进遭遇拖延的情况时有发生,技术基础相对薄弱使得我们在一些方面受制于人。”

  “初期购买国外设备是必要的,但在解剖、仿制的过程中,不重视实用技术平台的建立会吃大亏。”郭开周说,“现在应该是花大力气解决关键国产部件、器件、元件及材料研发瓶颈问题的时候了。解决这些瓶颈问题,将会把我国的科技水平提到一个更高的层次,我国的科技事业将会形成一个完整的体系。”

来源:中国科学报

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