破解氮化鎵激光器芯片“卡脖子”難題，北大教授歷時2年摘下“皇冠上的明珠”

第三代半導(dǎo)體材料與芯片是我國在相關(guān)行業(yè)內(nèi)，很有可能快速打破海外封鎖，實(shí)現(xiàn)彎道超車的領(lǐng)域。而氮化鎵則是第三代半導(dǎo)體中最有代表性的材料。經(jīng)過兩年多的不懈努力，廣西颶芯科技有限責(zé)任公司在我市建成國內(nèi)首條氮化鎵半導(dǎo)體激光器芯片量產(chǎn)產(chǎn)線，并實(shí)現(xiàn)投產(chǎn)。

回到兩年前，一邊是北京大學(xué)教授胡曉東帶領(lǐng)的博士團(tuán)隊，手握20多年的科研成果，希望實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化；一邊是西南一隅的工業(yè)重鎮(zhèn)柳州，積極尋求新興產(chǎn)業(yè)項目，加快轉(zhuǎn)型升級。之后，一路追“芯”，向“光”而行，廣西第一家芯片企業(yè)颶芯在柳州誕生，后扎根于北部生態(tài)新區(qū)，并建成國內(nèi)首條氮化鎵激光器量產(chǎn)線，打破了氮化鎵激光器芯片長期被國外“卡脖子”的局面。


解決“卡脖子”難題

“我們扎根柳州兩年，搭建起國內(nèi)首條氮化鎵激光器芯片產(chǎn)線，解決‘卡脖子’難題，實(shí)現(xiàn)進(jìn)口替代，讓科研成果從論文走進(jìn)車間，擁抱市場。”颶芯科技副總經(jīng)理付建波說。付建波口中的“我們”，是一批來自北京大學(xué)的博士。為實(shí)現(xiàn)科研成果轉(zhuǎn)向企業(yè)量產(chǎn)的目標(biāo)，他們舉家搬遷到柳州。

在此期間，他們攻克了氮化鎵激光器的制備工藝與封測難題，建立了芯片制備技術(shù)中的8大核心工藝，并申請了20多項專利，5款產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

民營經(jīng)濟(jì)是柳州高質(zhì)量發(fā)展的強(qiáng)勁動能。2022年，全市民營企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新488項，同比增長達(dá)388%。以颶芯科技為代表的廣大民營企業(yè)，輕裝上陣、大膽發(fā)展，充分釋放活力與韌性。柳州始終把民營企業(yè)和民營企業(yè)家當(dāng)作自己人，同舟共濟(jì)、攜手并進(jìn)。

走進(jìn)企業(yè)車間，看到100多臺全球領(lǐng)先的半導(dǎo)體設(shè)備，以及北大博士團(tuán)隊在柳州培養(yǎng)的幾十名工程師，正在忙碌地工作著。付建波介紹，自3月底投產(chǎn)以來，目前產(chǎn)量還處于爬坡階段，芯片供不應(yīng)求，預(yù)計下半年月產(chǎn)量可達(dá)到200萬顆。“回首建廠初期，一邊搭建產(chǎn)線，一邊做研發(fā)，萬分艱辛。”颶芯科技董事長、北京大學(xué)教授胡曉東曾在投產(chǎn)儀式上潸然淚下。中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授甘子釗叮囑道：“要在柳州這片工業(yè)沃土上快速成長起來，為我國光電子科技和產(chǎn)業(yè)作貢獻(xiàn)。”


摘下皇冠上的“明珠”

為何說氮化鎵激光器芯片是“皇冠上的明珠”？據(jù)了解，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)起步晚，氮化鎵半導(dǎo)體作為第三代半導(dǎo)體，正助力我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)加速崛起。我國是全球最大的鎵生產(chǎn)國之一，以氮化鎵為材料的半導(dǎo)體優(yōu)勢諸多，在通信、顯示等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但科研攻關(guān)難度大，很多潛力尚未被開發(fā)。

蔣盛翔表示，在光電子領(lǐng)域，激光的能量密度高，激光器的制作工藝很復(fù)雜，因此要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，難度巨大。中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授甘子釗鼓勵大家：“要團(tuán)結(jié)奮進(jìn)、守正創(chuàng)新，扎根柳州，快速成長，為我國光電子科技和產(chǎn)業(yè)作貢獻(xiàn)！”

廣西颶芯謹(jǐn)記甘子釗院士的叮嚀，一邊埋頭實(shí)驗室反復(fù)驗證，一次次從“垃圾數(shù)據(jù)”中站起來再重新開始；一邊沖破重重阻礙，搭建起涵蓋300多臺全球領(lǐng)先半導(dǎo)體設(shè)備的生產(chǎn)線。與此同時，還要完善公司的各項機(jī)制、手續(xù)，籌措資金，尋找市場等。

攻破一環(huán)又一環(huán)，跨過一溝又一坎。2023年3月，項目投產(chǎn)，標(biāo)志著我國氮化鎵激光器產(chǎn)業(yè)化實(shí)現(xiàn)零的突破。蔣盛翔回憶說，那一刻，胡曉東潸然淚下，“萬分艱辛在其中，再苦再累老師都不怕，他只是心疼他的學(xué)生們。”值得嗎？付建波給出了肯定的答案：“國內(nèi)尚屬首家，沒有可參照的樣本，只能摸著石頭過河。在這個過程中，政府部門在企業(yè)建產(chǎn)線、跑審批等方面給予許多幫助，及時、貼心，像家人一樣！”


國內(nèi)首條量產(chǎn)線正式投產(chǎn)

“颶領(lǐng)時代 芯向未來”颶芯科技投產(chǎn)發(fā)布舉行，市長張壯參加發(fā)布會，并宣布產(chǎn)線投產(chǎn)。

副市長湯振國在致辭中表示，颶芯科技氮化鎵半導(dǎo)體激光器芯片產(chǎn)線的正式投產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)了氮化鎵半導(dǎo)體激光器芯片的進(jìn)口替代和自主可控。希望企業(yè)以本次生產(chǎn)線投產(chǎn)為新起點(diǎn)，始終堅持“團(tuán)結(jié)奮斗，守正創(chuàng)新，為我國光電子科技和產(chǎn)業(yè)做貢獻(xiàn)”的價值觀，將廣西颶芯科技打造成國內(nèi)第三代半導(dǎo)體行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，促進(jìn)柳州乃至廣西的產(chǎn)業(yè)升級，帶動上下游形成完整的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，輻射全國，服務(wù)全球。

中國科學(xué)院院士、北京大學(xué)教授甘子釗，中國工程院院士、清華大學(xué)教授羅毅，廣西颶芯科技有限責(zé)任公司董事長、北京大學(xué)教授胡曉東也先后上臺致辭。大家表示，颶芯科技氮化鎵半導(dǎo)體激光器芯片產(chǎn)線的正式投產(chǎn)，匯聚了國內(nèi)優(yōu)秀科技人才的智慧和力量，是解決芯片“卡脖子”的關(guān)鍵性一步，希望企業(yè)不斷做大做強(qiáng)，為柳州產(chǎn)業(yè)升級轉(zhuǎn)型，為中國氮化鎵半導(dǎo)體激光器產(chǎn)業(yè)化和光電科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出更多貢獻(xiàn)。

颶芯科技氮化鎵半導(dǎo)體激光器芯片產(chǎn)線的投產(chǎn)，將極大地促進(jìn)颶芯科技發(fā)展成為國內(nèi)第三代半導(dǎo)體行業(yè)細(xì)分領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，帶動上下游形成完整的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，輻射全國，服務(wù)全球。此外，颶芯科技在實(shí)現(xiàn)技術(shù)革新、推動產(chǎn)業(yè)鏈重塑的同時，也致力于建設(shè)氮化鎵半導(dǎo)體技術(shù)人才高地，不斷凝聚半導(dǎo)體高端人才，持續(xù)培育半導(dǎo)體中堅力量，這將為柳州市持續(xù)吸引高素質(zhì)科技人才起到良好的示范效應(yīng)。