“我们联合华南理工大学等研究院所开展技术攻关,全球独创单晶氮化铝体声波技术路线,成功打破了国外长达数十年的技术垄断,从根本上攻克了射频芯片领域的‘卡脖子’难题。”领奖台上,来自广州市艾佛光通科技有限公司(以下简称“艾佛光通”)的代表发言掷地有声。

这一幕,发生在9月8日举行的首届创新广州科学技术奖颁奖仪式上。艾佛光通与华南理工大学的联合团队,凭借“单晶ALN高频宽带体声波滤波芯片技术及应用”项目获一等奖。

能够取得这一技术突破,是广东近年来持续深耕半导体与集成电路核心产业,以企业创新为核心、产业生态为支撑,攻坚“卡脖子”结下硕果的缩影。从射频芯片打破海外垄断,到高端电容实现国产替代,再到硅光芯片布局前沿赛道,广东正不断筑牢全省高端电子信息产业的核心底座,成为国内半导体及集成电路产业高质量发展的核心增长极之一。

艾佛光通:
用独创技术打破海外垄断

“单晶ALN高频宽带体声波滤波芯片技术及应用”的背后,是一段自主研发之路。

在5G乃至6G时代,传输速率不断提升、带宽持续拓宽,对无线电波信号的提取能力要求也越来越高。应用于高频通信的高性能滤波芯片就成为射频领域最关键的核心器件,是该领域“皇冠上的明珠”。

恰恰因为如此,外国企业对材料、设计到制造工艺等全部环节都进行了专利保护。中方要实现突破,就必须在材料、设计和制造工艺等方面都实现技术的独创性。

自2011年起,艾佛光通就在广州黄埔成立了单晶氮化铝材料与芯片研发中心,致力于攻克滤波芯片难题。团队采用了独创性的技术路线,突破了国外企业的长期垄断,并且实现关键性能指标比国际同类产品提升20%以上,可应用于5G通信、卫星互联网、物联网等领域。

经过多年的技术攻关,2015年,艾佛光通成功运行首条5G SABAR® 滤波芯片中试生产线,月产能50万颗。2020年,建成5G SABAR® 滤波芯片大规模生产线,月产能达到3000万颗。如今,艾佛光通已实现近100款滤波芯片的稳定量产,大批应用在手机、无人机、通信基站、人工智能等产品和领域。

“近三年来,公司累计出货芯片15亿颗。项目产业化也带动了材料、设备、封测等上下游协同发展,为广州的电路产业和6G产业生态建设提供支撑。未来,我们将继续面向下一代通信需求,推动高频体声波滤波芯片向更高频、更宽带宽、更大功率容量方向发展,为广州科技创新和产业高质量发展贡献更多力量。”项目完成方、艾佛光通代表廖广铭在颁奖现场说道。

风华高科:
实现高端产品国产化替代

让我们将视线转向被称为“电子工业大米”的多层片式陶瓷电容器(MLCC)领域。

这里,同样有令人振奋的突破。

能够被称为“大米”,说明MLCC虽不起眼但很重要。它是手机、智能汽车、工业机器人、AI服务器等所有智能终端的核心基础元器件:一部智能手机搭载了上千颗MLCC,一台先进AI服务器柜机的MLCC使用量则超过40万颗。

随着AI基建、智能终端产业快速爆发,高端MLCC供需缺口持续扩大,行业迎来技术迭代、国产替代、高端升级的多重机遇。

在接受记者采访时,广东风华高新科技股份有限公司(以下简称“风华高科”)副总裁曹秀华介绍说,作为国内MLCC行业龙头,风华高科持续深耕核心赛道,以技术创新破解产业痛点,铸就国产算力产业硬支撑。

走进风华高科智能化生产车间,微米级的MLCC产品通过自动化设备精准量产,凭借快速充放电、杂波滤除、储能稳压等核心功能,成为电子设备稳定运行的关键保障。

“被动元器件的技术攻关难度其实并不亚于芯片。”曹秀华表示。在这一领域,高端MLCC所涉及的材料和工艺同样长期被国外垄断。

因此,风华高科多年来锚定关键核心材料和技术进行研发突破。截至目前,企业已经实现了高纯超细钛酸钡陶瓷粉体、镍电极浆料等八大关键主材的自研自产。企业重点攻关的AI算力服务器专用极限高容MLCC产品,已实现稳定量产供货,成功完成高端产品国产化替代;核心工艺实现跨越式突破,MLCC介质厚度从2微米迭代至0.6微米,跻身全球行业先进水平。

目前,风华高科核心MLCC产品已全面切入新能源汽车、AI算力、智能机器人、新型储能、低空经济等高端新兴赛道,精准匹配各行业精密化、智能化、高端化发展需求。

粤芯半导体:
填补高端光电芯片缺口

“广东已经形成了半导体和集成电路产业的良好生态。”在接受记者采访时,广东省科学院半导体研究所学科带头人、广东省集成电路行业协会副会长、广东省半导体及集成电路产业发展专家咨询委员会副主任庄巍如此说。

他认为,有了生态支撑,必然会带来技术、材料、产品和应用等各个方面的突破。

以广东省科学院半导体研究所为例,多年来成果不断涌现。该所是国内少数拥有完整半导体工艺链,向全社会提供开放性、公益性技术服务的研究平台之一,服务对象遍布全国,包括企业、科研院所、高校等。同时,半导体所的各个团队和平台也有各自的特色。其中,集成电路设计团队曾经推出过全球间距最小的MicroLED的驱动芯片;热管理技术与设备团队为中科飞测提供圆片的平坦化量测设备的关键技术;光电技术中心为光电芯片材料提供铌酸锂晶体、激光晶体和磁光晶体等技术支撑……

AI产业的快速崛起,海量数据的计算、传输与存储,对芯片能耗控制、算力节点间和芯片间的传输带宽提出极致要求。这对广东的半导体和集成电路产业而言,既是机遇,也是挑战。

对此,庄巍认为,广东要抓住AI大发展的时代机遇,“在能够支撑AI发展的前沿技术研发上,广东都应该走在全国前列”。

记者从粤芯半导体技术股份有限公司(以下简称“粤芯半导体”)了解到,立足大湾区数字经济高速发展浪潮,粤芯半导体精准布局前沿赛道,聚焦硅光芯片制造领域发力突破,填补高端光电芯片产业缺口。目前,粤芯半导体已形成规模化建设态势,是中国大陆12英寸量产规模最大的硅光芯片制造企业。四期项目正全力布局硅光芯片产线,抢抓人工智能与数字经济发展红利。

据粤芯半导体助理总裁吴昊介绍,粤芯半导体将持续优化180纳米至55纳米成熟工艺节点产品,升级数模混合芯片制造能力,同步打造以光芯片、光电融合为核心的特色产线,精准匹配大湾区数模混合、光电存算类芯片的市场刚需。

结语:
市场优势构筑广东底气

从射频芯片、高端电容到硅光芯片,广东半导体集成电路产业的多点突破,离不开得天独厚的产业优势与市场沃土。

庄巍直言,庞大的终端应用市场,是广东集成电路产业最核心的竞争力:“全球大部分芯片由中国消费,而中国大部分芯片的应用市场集中在广东,这里拥有全国最优质、最活跃的芯片应用场景。”

经过多年培育,广东集成电路产业集群持续壮大、产业链日趋完善,汇聚了一批细分领域龙头企业,在AI芯片、特色制程芯片、化合物半导体芯片以及被动元器件等多个赛道实现国产替代与技术领跑。依托完整的电子信息产业链、丰富的高端智造场景、集聚的产业资源与创新人才,广东正持续攻坚半导体产业“卡脖子”技术,不断完善产业生态,全力打造全国领先、全球竞争力突出的集成电路产业高地。

文|记者 李钢
图|受访者单位供图

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