工業(yè)強基項目“新型微小電容器電阻器”不僅形成了一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、工藝成熟、穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品,而且填補了我國新型片式元器件的技術(shù)空白,改變了過度依賴進口的局面。小小的片式元件終于取得了大大的技術(shù)突破。
片式元件是電子信息工業(yè)的“糧食”,其在信息產(chǎn)業(yè)中的重要地位不亞于傳統(tǒng)工業(yè)中的鋼鐵。然而,在用量最廣的片式多層陶瓷電容器(以下簡稱MLCC)產(chǎn)品市場,日本、韓國和中國臺灣卻占有了九成以上的產(chǎn)能。想要研制出微型高端電容電阻,實現(xiàn)“超小尺寸、超薄介質(zhì)、高精度、高可靠”等技術(shù)要求,我國需要突破層層技術(shù)關(guān)卡——關(guān)鍵介質(zhì)材料的制備技術(shù)、亞微米級和納米級漿料金屬粉體的分散技術(shù)、高精度印刷技術(shù)、燒結(jié)收縮控制技術(shù)、精密對位技術(shù)、高精密激光雕刻成型技術(shù)……這一系列電子材料以及工藝等技術(shù)短板問題,如同擋在我國高端電容電阻領(lǐng)域面前的座座高山。
為了增強國產(chǎn)MLCC小規(guī)格高比容產(chǎn)品供給能力,化解國家高新技術(shù)元器件受制于人的“卡脖子”難題。2013年,國內(nèi)電子元器件行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)廣東風華高新科技股份有限公司(以下簡稱“風華高科”)緊抓電子信息產(chǎn)業(yè)快速增長之勢,承擔了工業(yè)強基工程項目——“新型微小電容器電阻器”的研發(fā)任務。項目總投資29510萬元,實現(xiàn)片容類01005、3000V以上MLCC、高比容MLCC,片阻類01005、高精度薄膜片阻、大功率射頻負載電阻、高耐壓片式電阻器等新品產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
填補空白
項目伊始,風華高科就面臨著工程時間短、技術(shù)難度高、投資強度大等諸多困難,公司及時統(tǒng)籌項目資金,由董事長掛帥,集結(jié)核心片式電容器、片式電阻器及新材料事業(yè)部強勁的技術(shù)、管理團隊力量,優(yōu)選出一流的設(shè)備儀器購置430多臺套,投入28141.12萬元。
項目通過研究瓷粉分散技術(shù)、高精度切割技術(shù)、超小尺寸排膠和快速燒結(jié)技術(shù)、關(guān)鍵電子材料、激光冷蝕技術(shù)、半導體封裝技術(shù)、仿真技術(shù)及薄膜磁控濺射等20多項技術(shù)及工藝,對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化,主營產(chǎn)品技術(shù)水平在同行內(nèi)處于領(lǐng)先地位,部分性能指標趕超日韓標桿企業(yè)。01005超微型片式電阻、0201高精度薄膜電阻產(chǎn)品研制成功,其關(guān)鍵技術(shù)指標電阻溫度系數(shù)達到±5PPM/℃--±15PPM/℃。片式電容器產(chǎn)品膜片厚度下降20%,最高疊層已達500層,01005規(guī)格超微型片式電容產(chǎn)品已開發(fā)成功。
作為一家高科技上市公司,風華高科深深明白自主知識產(chǎn)權(quán)的重要性。項目實施期內(nèi),通過系統(tǒng)研究分析國內(nèi)外專利情況,關(guān)注已有專利信息,利用現(xiàn)有技術(shù)方案,項目組積極規(guī)避專利風險點,形成組合專利等相關(guān)自主知識產(chǎn)權(quán),以期實現(xiàn)與主要競爭對手在未來達成交互授權(quán)的合作。同時,根據(jù)實際情況,陸續(xù)展開國內(nèi)外專利布局,防范未來潛在市場風險。項目期間共申請發(fā)明專利7件,其中國內(nèi)發(fā)明專利5件、國際發(fā)明專利2件,發(fā)表論文6篇,高新技術(shù)新品4項。
經(jīng)過日以繼夜的不斷努力,整個工程按時順利完成,實現(xiàn)了年產(chǎn)93億只的產(chǎn)能規(guī)模,超額完成項目設(shè)定的90億只/年的目標?!靶滦臀⑿‰娙萜麟娮杵鳌表椖康膭倮旯?,解決了以01005片式阻容元件為代表的高端產(chǎn)品的技術(shù)問題,形成了一批擁有自主知識產(chǎn)權(quán)、工藝成熟、穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品,且已達到國外同類產(chǎn)品的質(zhì)量水平,強化了我國阻容基礎(chǔ)元件的技術(shù)水平和供應能力。該項目在填補我國新型片式元器件技術(shù)空白等方面做出了突出成績,有利于促進我國不斷提高高端元件自給率,同時培育自主供應配套體系,改變當前過度依賴進口的局面。
當然,社會效益和經(jīng)濟效益的雙豐收才是企業(yè)的追求目標。通過此次強基工程的實施,風華高科主營產(chǎn)品主要技術(shù)指標、質(zhì)量檔次及配套能力均比項目建設(shè)前有了明顯提高,解決了微小型器件制備過程中普遍存在的各類疑難問題,產(chǎn)品各項性能穩(wěn)定,符合客戶使用要求。產(chǎn)品涵蓋多個電子設(shè)備、智能手機、數(shù)碼相機、穿戴式設(shè)備等應用領(lǐng)域。強基項目的成功實施,為公司片阻產(chǎn)品沖擊全球前三名、片容產(chǎn)品沖擊全球前七名奠定了一定基礎(chǔ),并使風華高科一舉搶占了日益火爆的電子器件市場。
2015年,風華高科多層片式陶瓷電容器被評為年度“廣東省名牌產(chǎn)品”。2016年,公司阻容類產(chǎn)品憑借優(yōu)秀產(chǎn)品質(zhì)量,從近千家參選企業(yè)中脫穎而出,榮獲慧聰網(wǎng)第三屆HCFT智能硬件供應鏈大會“阻容產(chǎn)品卓越企業(yè)獎”。2017年,風華高科榮獲廣東省政府設(shè)立的最高質(zhì)量獎——廣東省政府質(zhì)量獎……公司創(chuàng)新驅(qū)動和轉(zhuǎn)型升級的工作能力得以更上一層樓。
2017年9月12日,在工業(yè)強基工程現(xiàn)場會上,工業(yè)和信息化部副部長辛國斌、中國工程院原院長周濟來到“新型微小電容器電阻器”項目展位參觀,仔細詢問強基工程項目情況,充分肯定了該項目的突出成績,鼓勵風華高科繼續(xù)努力,實現(xiàn)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級。
2019年,風華高科承擔的“5G智能終端用超微型及高比容MLCC”項目獲得了工業(yè)強基高質(zhì)量發(fā)展專項支持,該項目正在順利推進中。
不懈創(chuàng)新
在風華高科的可靠性檢測分析中心,一臺X投射分析儀將電子元器件內(nèi)部結(jié)構(gòu)清晰呈現(xiàn)在電腦屏幕上。要知道這一新研發(fā)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否符合標準,還得靠技術(shù)人員進行最終把關(guān)。
“新型微小電容器電阻器”項目技術(shù)帶頭人付振曉是廣東風華高新科技股份有限公司黨委委員、副總裁,他告訴記者:“我們要仔細檢查是否有缺陷,繼而不斷改良,確??煽啃浴_@樣的檢測與改良,有時候需要進行二三十次,有時候上百次?!备墩駮越榻B說,在科研創(chuàng)新中這一環(huán)節(jié)十分重要,他的團隊曾經(jīng)在研發(fā)某一產(chǎn)品時經(jīng)過了300多次改良,才達到客戶的應用標準。
強基項目取得成功后,付振曉并未讓創(chuàng)新的步伐緩慢下來,這位材料學博士開始思考如何把最頂級的資源集中起來,在解決企業(yè)發(fā)展面臨的問題之余,站在國家戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度,研究高端新型電子元器件關(guān)鍵材料與工藝所面臨的基礎(chǔ)和共性技術(shù)課題。在他的推動下,2015年,風華高科成功獲批建設(shè)國內(nèi)唯一一家電子元器件材料領(lǐng)域的企業(yè)國家級重點實驗室。
作為企業(yè)科技帶頭人,付振曉明白,企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,不能單靠技術(shù)創(chuàng)新,而是要管理創(chuàng)新與技術(shù)創(chuàng)新相輔相成,才能事半功倍。因此,他在管理上提出新做法,讓創(chuàng)新之風在整個企業(yè)系統(tǒng)里鋪開。
首先,風華研究院要在現(xiàn)有風華高科超前技術(shù)孵化器基礎(chǔ)上,加大分析和研究與公司發(fā)展主業(yè)密切相關(guān)的核心共性技術(shù)與新領(lǐng)域產(chǎn)品,其他的一些創(chuàng)新工作則由各分(子)公司等負責,逐步構(gòu)建并完善獨具風華特色的技術(shù)創(chuàng)新體系。這一以風華研究院為研發(fā)儲備核心,以各分(子)公司二級研究應用中心為支撐,以車間創(chuàng)新小組為基礎(chǔ)的“金字塔”式技術(shù)創(chuàng)新體系,實現(xiàn)了“研發(fā)儲備—產(chǎn)品升級—工藝革新”產(chǎn)品全生命周期的研發(fā)與攻關(guān),確保了企業(yè)產(chǎn)品、技術(shù)在國內(nèi)的領(lǐng)先優(yōu)勢和國際市場的競爭力。
成果轉(zhuǎn)化是讓技術(shù)創(chuàng)新形成實際生產(chǎn)力的重要一步。緊接著,付振曉再次創(chuàng)新,建議以小微公司去進行成熟項目的孵化,提高速度和效率,內(nèi)部孵化和外部資源同步推進。實踐證明,這一系列管理創(chuàng)新,為企業(yè)創(chuàng)新氛圍的營造和創(chuàng)新成效的提升,起到了良好的驅(qū)動作用。風華科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化體系逐步建立,為風華高科拓展5G通信、健康醫(yī)療、汽車電子、新能源及國防等高端市場領(lǐng)域奠定了堅實的基礎(chǔ)。
談到高新技術(shù)企業(yè)的“通病”——科技人才短缺的問題,付振曉說:“技術(shù)研發(fā)人員的創(chuàng)新激情和熱情也是需要去激發(fā)的,而最好的方法就是激勵機制。”為進一步激發(fā)和保持技術(shù)研發(fā)人員的創(chuàng)新激情和熱情,不斷增強企業(yè)的創(chuàng)新能力和可持續(xù)發(fā)展能力,風華高科從技術(shù)創(chuàng)新管理制度、知識產(chǎn)權(quán)管理制度等著手,在完善管理方法的同時加大了激勵的力度,并于2017年起推行風華高科創(chuàng)新驅(qū)動和轉(zhuǎn)型升級激勵制度,進一步活躍了風華的創(chuàng)新氛圍,推動風華的技術(shù)創(chuàng)新上了一個新臺階。
與此同時,風華高科十分注重產(chǎn)學研合作。公司以年度技術(shù)難題招標、國重實驗室開放課題合作等形式開展多樣的產(chǎn)學研合作,先后與清華大學、湖南大學、華中科技大學、中國科學院上海硅酸鹽所、華南理工大學等國內(nèi)二十多家高校和科研院所建立合作關(guān)系,形成了強大的產(chǎn)學研合作關(guān)系網(wǎng)絡。另外,風華高科還與香港應用科技研究院簽署了合作備忘錄,共同開發(fā)下一代集成電源模塊及其他電子和通訊新技術(shù)。
除國內(nèi)資源外,風華高科積極尋求國際資源合作,先后與澳大利亞國立大學成立“風華高科——澳大利亞國立大學介電材料聯(lián)合研發(fā)中心”;加入美國賓州州立大學國際介電及壓電研究中心,共享全球電子元器件行業(yè)的科技成果研發(fā)信息。經(jīng)過多年的深耕細作,建立了全球化的國際創(chuàng)新開發(fā)體系。
未來可期
片式電容器產(chǎn)品是多層結(jié)構(gòu)的,就像千層餅一樣,而且這個“千層餅”還是陶瓷材料和金屬電極漿料相互疊印而成的。如果以400層計算,每一層的厚度就達到250-500納米,且這一層如此薄的介質(zhì)膜必須一致均勻。隨著MLCC等片式元器件產(chǎn)品向小型化、薄型化方向發(fā)展,對陶瓷材料的高純度、小粒徑、分散性就提出了非常高的要求。
當前,應用于MLCC電子陶瓷領(lǐng)域的關(guān)鍵材料——鈦酸鋇粉體,國內(nèi)外已規(guī)模應用的包括BT-04(平均粒徑400nm)、BT-03(平均粒徑300nm)、BT-025(平均粒徑250nm)、BT-015(平均粒徑150nm)等。鈦酸鋇粉體材料越來越細,粉體顆粒尺寸越小,售價越貴,如BT-015當前批量的進口價格達到400-500元/公斤以上。日本企業(yè)如日本堺化學、共立、富士鈦等控制了全球80%以上的MLCC用電介質(zhì)陶瓷材料市場,高端材料受限于人的局面尚未改變,特別是BT-015等高端材料產(chǎn)品限制出口我國。
針對如此“卡脖子”現(xiàn)狀,目前,風華高科正在與清華大學、華南理工大學、桂林電子科技大學聯(lián)合開展“高性能納米晶鈦酸鋇介電材料及MLCC器件的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項目合作攻關(guān),以期實現(xiàn)BT-025(平均粒徑250nm)、BT-015(平均粒徑150nm)材料的國產(chǎn)化,逐步實現(xiàn)高端材料全面自主,該項目已列入廣東省重點研發(fā)計劃重大專項。
風華高科的相關(guān)負責人告訴記者,廣東省擁有深厚的電子元器件產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),包括風華、三環(huán)、順絡等國內(nèi)知名電子元器件企業(yè)都落戶于廣東。同時,廣東還擁有華為、中興、格力等下游知名企業(yè)。因此,如果能充分利用這一行業(yè)地域優(yōu)勢,由政府有關(guān)部門牽頭,有針對性地打造建立電子元器件產(chǎn)業(yè)化集群,進一步促進元器件廠商和整機廠家的戰(zhàn)略合作聯(lián)盟,對于廣東省電子元器件行業(yè)的國內(nèi)乃至國際競爭力提升有著極大的推動作用。
元器件行業(yè)和電子工業(yè)是關(guān)系到國民經(jīng)濟命脈和國家安全的關(guān)鍵領(lǐng)域,面對國外關(guān)鍵技術(shù)的封鎖限制,真正的核心技術(shù)不可能購買引進,其中的新型片式阻容感元件更是投資規(guī)模大,屬于資金和技術(shù)密集型行業(yè)。我們期待著風華高科這樣的材料和元器件整體配套供應商不斷做強做優(yōu)做大,更期待著我國電子元器件行業(yè)在全球范圍內(nèi)擁有話語權(quán)。
張通? ? 本刊記者