機遇與挑戰(zhàn)：
- 關(guān)鍵電子元器件發(fā)展亟待突破“瓶頸”
- 技術(shù)平臺研制須加強
市場數(shù)據(jù)：
- 普通的電子元器件產(chǎn)品良率至少要達到96%～97%
制造LED芯片所使用的金屬有機物化學(xué)氣相沉積(MOCVD)設(shè)備主要由德國和美國兩家公司供貨，生產(chǎn)觸摸屏所用的玻璃基板主要由美國和日本的幾大廠商控制，有機半導(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廠商的手中。
目前，我國在關(guān)鍵性電子元器件方面雖多年攻關(guān)仍舉步維艱，那么，問題到底出在哪兒?
“這里已經(jīng)沒有理論和設(shè)計問題了。”中國科學(xué)院電子學(xué)研究所研究員郭開周近日接受《中國科學(xué)報》記者采訪時說，研制出在線、無損、實時檢測以及質(zhì)量控制的技術(shù)平臺，比單純的產(chǎn)品設(shè)計困難得多;研制出實用的技術(shù)平臺的意義，比掌握某種設(shè)計技術(shù)重要得多。
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)系到整個系統(tǒng)、分系統(tǒng)、單機產(chǎn)品的質(zhì)量。沒有高可靠性的電子元器件，設(shè)計再好的電子產(chǎn)品也難以發(fā)揮作用。
一位業(yè)內(nèi)人士打了個形象的比喻：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”。
“對于產(chǎn)品質(zhì)量，公差的影響巨大。”郭開周說。所謂公差，就是實際參數(shù)值的允許變動量。理論計算是不考慮公差的;而實際產(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，會導(dǎo)致成品產(chǎn)生;而另一些公差的組合則是不允許的，會導(dǎo)致廢品產(chǎn)生。”郭開周說，公差控制不嚴(yán)，器件傳遞的信號就會出現(xiàn)種種問題，如短路或漏電等。
中科院微電子所高性能模擬集成電路項目組負責(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，良率至少要達到96%～97%，否則報廢太多，企業(yè)無法贏利。”
因此，郭開周認為，要獲得“成品”，必須建立合適的質(zhì)量控制體系，包括實時質(zhì)量監(jiān)測和控制的技術(shù)平臺。 “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)計時就要考慮如何避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。”趙野補充道。
技術(shù)平臺研制須加強
在我國電子元器件行業(yè)發(fā)展的過程中，由于國內(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)缺乏競爭力，主要集中在代工制造的環(huán)節(jié)，企業(yè)綜合競爭能力普遍較弱。
究其原因，趙野認為，一方面，我國生產(chǎn)制造電子元器件的開放性商業(yè)平臺較缺乏，較先進的工藝平臺有待完善;另一方面，在設(shè)計上也還有欠缺，一些核心技術(shù)還沒掌握。
對此，郭開周建議，在生產(chǎn)流程中，對階段成品的質(zhì)量實施在線、實時、無損檢測。“有經(jīng)驗的工作人員可以及時找到故障點并分析出產(chǎn)生故障的原因，及時調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，不至于連續(xù)生產(chǎn)廢品;同時可以對各種不合格情況進行實驗、分析，找到在工藝流程中進行改善和控制的辦法。”
實際上，制造出精細的集成電路并實現(xiàn)實時質(zhì)量監(jiān)控并不容易。有的單位花了大量經(jīng)費、人力和時間，一直保持著與西方國家的技術(shù)聯(lián)系，還采用了國外軟件進行設(shè)計，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)計而輕視工藝、技術(shù)平臺，必然會出現(xiàn)瓶頸。”郭開周說。中國探月工程三期總設(shè)計師胡浩在接受采訪時曾透露，“嫦娥一號”繞月探測衛(wèi)星所使用的CCD相機中的芯片屬于引進的高端元器件，它的訂單比原計劃推遲了半年多，對項目進程產(chǎn)生不利影響。
他坦言：“中國航天元器件引進遭遇拖延的情況時有發(fā)生，技術(shù)基礎(chǔ)相對薄弱使得我們在一些方面受制于人。” “初期購買國外設(shè)備是必要的，但在解剖、仿制的過程中，不重視實用技術(shù)平臺的建立會吃大虧。”郭開周說，“現(xiàn)在應(yīng)該是花大力氣解決關(guān)鍵國產(chǎn)部件、器件、元件及材料研發(fā)瓶頸問題的時候了。解決這些瓶頸問題，將會把我國的科技水平提到一個更高的層次，我國的科技事業(yè)將會形成一個完整的體系。”
