
图为鸿昌电子自主研发的智能化数字柔性脉动生产线。
走进河南鸿昌电子有限公司(以下简称鸿昌电子)的智能化固晶车间,一台台自动化固晶设备整齐排列,机械臂快速地抓取晶粒,精准地填入芯片的模腔,数字化屏幕实时显示每个芯片的填粒数据。几十台设备,只需一人操作。
很难想象,这家如今国内半导体热电行业唯一的国家重点专精特新“小巨人”企业,18年前竟是从“手搓”芯片起步,在创始人陈建民的带领下,靠着“创新永不止步”的韧劲,一步步完成了从手工操作到智能化信息化的跨越式升级。
2007年,陈建民带着对半导体热电技术的执念,与妻子筹资100万元创办鸿昌电子。彼时的生产全凭手工:工人用镊子将晶粒一粒粒嵌入芯片模腔;晶圆切割依赖传统电火花技术,效率低、精度差;面对红酒柜制冷芯片等高端产品需求只能“望洋兴叹”。艰苦的条件,并未改变陈建民坚守“交付的每一件产品都必须符合客户需求”的底线。凭借这份执着,陈建民带领公司进行了一次又一次的技术突围。
针对手工填粒效率低的痛点,技术团队研发出专用模具半自动化填粒技术,用手持振动筛板替代镊子,生产效率提高3倍,并不断进行升级改造,如今实现自动化;为攻克焊接难题,陈建民带领团队赴江浙沪考察,高价定制特殊喷嘴,耗时半年反复试验半导体晶圆表面热喷技术。彼时碲价高达290万元/吨,半年时间里,他们耗费资金近百万元,终于突破了该项技术,不仅让产品质量稳定性大幅提升,打开高端市场,还获河南省科技成果奖及科技部65万元专项资金,更引领了行业技术方向。
技术创新的脚步从不停歇。陈建民从在郑州举办的一场电子交易会上获悉多线锯切割技术后,带领团队攻关研发出“钢线+磨料”切割设备,后又升级为金刚石砂线工艺,将切割误差从30至40丝米降至25丝米以内,既提升精度又消除环保隐患。紧接着,依托技术突破,鸿昌电子拿下“一种切割半导体晶片的固定方法”等多项发明专利。2013年,鸿昌电子建成年产300万块半导体全自动生产线,获评国家级重点高新技术企业。次年起,鸿昌电子每年投入不低于销售收入6%的研发经费,掌握碲化铋系半导体合金棒材料智能化控制核心技术。
“国内半导体热电行业要打破‘洋品牌’垄断,必须啃下‘卡脖子’技术硬骨头。”陈建民“一根筋”地要做“中国芯”。鸿昌电子先后与中国科学院宁波所、浙江大学、河南大学等高校院所合作,组建河南省半导体温差发电系统工程研究中心等多个研发平台,聚焦5G光电子芯片等国家战略需求,主攻“基板材料”“芯片制造”“封装测试”三大关键环节。
经过数年攻关,鸿昌电子成功突破DBC 陶瓷基片覆铜、SPS 放电等离子烧结等核心技术,研发的高性能微型热电制冷芯片,在微型化、可靠性、热电性能上达到或优于国外同类产品水平,彻底打破国外垄断,实现“中国芯”替代进口。如今,其产品已从单一的制冷芯片,拓展至制冷芯片(TEC)、温差发电模块(TEG)、微型热电器件、定制化温控系统解决方案四大类200多个品种,广泛应用于航空航天、军事、5G光通信、智能汽车、深海探测等领域,完成从“民用低端”到“高端核心”的产品升级。
截至目前,鸿昌电子拥有授权专利316项,其中发明专利17项,“新鸿昌”成为河南省著名商标,参与制定1项国家标准、3项行业标准、4项团体标准。更值得关注的是,该公司通过技术转让与合作,孵化出森洋电子、领航电子等多家高新技术企业,形成半导体热电产业链协同发展的良好生态。
去年以来,鸿昌电子布局信息化建设,搭建智能制造平台,引入制造运营管理系统,打通供应链、库房、生产、设备、品质管理全流程数据链路;自主研发的半导体热电制冷芯片智能化数字柔性脉动生产线,实现制造过程数字化控制,单线日产能达1万支芯片,智能化、数字化设备占比超83%。如今,鸿昌电子已实现从厘米级到微米级中高端芯片的制备转型,为5G、6G信号模组、人工AI控制模组等提供“精准控温”支持。
■记者手记
执着也是生产力
当鸿昌电子耗时半年、耗费近百万元进行热喷技术研发时,陈建民说了句“不要紧,总有一天我们会成功的”。采访中,这句话始终萦绕在记者耳边。这份对半导体热电技术的执着,成了最特别的“生产力”。
从手工填粒到全自动生产线,从电火花技术到多线锯切割,从40丝米误差减小到25丝米以内,从跟跑到打破垄断实现进口替代,18年里,执着让鸿昌电子“无中生有”,啃下了一项又一项先进技术。这份“一根筋”的坚持,不仅让小厂成长为“小巨人”,更印证了一个事实:对核心技术的执着坚守,就是企业突破瓶颈、领跑行业的隐形生产力。