河北篇章 奋斗故事丨粗糙度直降10倍！国产第一台光通信芯片测试机里的“圣昊标准”

长城网·冀云客户端记者 李代姣 王守一 实习生 李东阳

“芯片载台有一项指标叫Ra，

通俗来讲就是粗糙度。

目前行业一般标准是0.2，

但我们要把这个数字控制在0.02以内。”

杨勇峰说，

以前，这种高精度的部件只能依靠进口，

现在，圣昊产品的精度就是行业标杆。

从0到1，

从0.2到0.02，

每一点微小的前进，

背后都是成百上千倍的努力。

进入电子信息行业7年来，

杨勇峰比任何人都清楚

自主创新对企业发展的意义。

河北圣昊光电的工程师正调试新生产的芯片测试机。长城网·冀云客户端记者 袁立朋 摄

杨勇峰是河北圣昊光电科技有限公司董事长，

2017年涉足光电子通信芯片生产，

那时，

我国还没有自己的芯片测试机。

“中国的第一台光通信芯片检测设备，

就是圣昊自主研发成功的。”

但这段令他骄傲的奋斗故事背后，

还有一段“卡脖子”的艰辛往事。

河北圣昊光电的技术人员在调试设备。长城网·冀云客户端记者 袁立朋 摄

芯片检测是芯片研发和制造的重要环节，

每一个芯片都需要经过检测，

才能走向市场。

2017年，

杨勇峰要为圣昊生产的芯片买一台测试机，

接洽的两家外国企业，

一家现场提价，无理毁约，

另一家，历时8个月也没能完成设备调试。

一边是始终无法正常运转的设备，

一边是迟迟不能兑现的客户订单，

实实在在被“卡”住了脖子，

杨勇峰进退两难。

核心技术握在别人手里，

发展就处处受限。

杨勇峰把心一横，

“既然别人能做，我们肯定也能做。

没有测试机，那就自己造一台！”

面向全球聘请专家，

科研团队很快组建起来。

但从无到有的创造，

每一步都困难重重。

杨勇峰展示测试载台。长城网·冀云客户端记者 王守一 摄

杨勇峰的手上拿着一个小巧的载台，

长度不足2厘米，

它是芯片测试机上的重要零件，

对精度要求非常高。

制作的时候，

要在300微米的空间打孔，

打孔直径105微米，

误差不超过2微米。

为了达到超高的精度要求，

团队进行了上万次实验，

废弃样品超过1千个，

历时1年多，

才制成了符合精度要求的芯片测试载台。

而这样的零部件，

1台测试机有上万个，

都必须一个个摸索研制出来，

那是科研团队必须翻越的，

一座又一座大山。

载台对精度要求非常高。长城网·冀云客户端记者 赵博轩 摄

就这样，

一年多的时间里，

技术人员啃下一个个“硬骨头”，

2020年，

第一台工业原型机研发成功并下线，

在中国市场上，

终于有了自主研发的国产光通信芯片测试机。

而且速度更快，价格更低，

为国内整个光通信芯片行业发展松了绑。

在生产车间，工程师们正在对芯片进行人工镜检。长城网·冀云客户端记者 袁立朋 摄

而第一个“吃螃蟹”的圣昊，

早已不满足于做国内的一枝独秀，

他们要跑到行业的最前沿。

芯片是一个精细的行业，

他们就把精度做到了极致。

以芯片载台为例，

目前行业内粗糙度的一般标准是0.2，

也就是说，

表面2个突起之间的距离不超过0.2微米，

相当于一根头发丝的三百分之一。

而圣昊要让这个标准降到0.02，

确保弯曲度最小，

从而使检测精准度更高，

无限接近芯片本身性能参数。

杨勇峰介绍企业自主研发的各类设备。长城网·冀云客户端记者 王守一 摄

从零起步，

7年攻克无数技术难关，

坚持创新打通了发展的任督二脉，

圣昊研发各类芯片检测机、划片机、裂片机，

总量已达35种，

打破光通信芯片领域关键设备技术垄断，

在行业内拥有了话语权。

利其器，善其事，

解决了设备“卡脖子”，

圣昊光电子材料和器件研发随之加快推进。

氮化镓光波导放大器、

大尺寸氮化铝单晶材料……

圣昊在半导体领域超前布局新技术，

储备未来竞争中的“撒手锏”。

杨勇峰说，

氮化镓光波导放大器将被应用在光纤传输中，

相比传统模块，

体积只有原来的十分之一，

成本则从几千元降到几十元，

热稳定性和抗辐射能力都极大增强，

目前全球没有同类产品。

大尺寸氮化铝单晶材料，

红光、蓝光、黄光全色彩方案基本成熟，

将带来LED显示方式的重大变革，

市场前景广阔。

工程师调试半导体芯片划片机。长城网·冀云客户端记者 袁立朋 摄

习近平总书记第10次视察河北时，

勉励科技工作者再接再厉、勇攀科技高峰，

不断攻克前沿技术，

杨勇峰和他的团队信心更足了。

他们明白，

核心技术握在自己手里，

未来赛道上，

才能一跃跑向最前沿。

创新，

不是一个环节的创新，

而是整个链条的创新。

杨勇峰说，

近几年，

不只圣昊，

河北整个电子信息行业都在快速发展。

技术人员打通一个个关键环节，

很多部门全力服务创新，

凝聚起推动创新的合力。

显微镜人工镜检工程师讨论技术问题。长城网·冀云客户端记者 袁立朋 摄

杨勇峰说，

从0到1，

每一次突破都凝聚了无数汗水。

从0.2到0.02，

每一小步前进，

都为电子信息产业发展，

铺稳又一级台阶。

水下光通信设备参数测试实验圆满成功

为进一步优化我司水下光通信设备性能参数，我司研发部水下光通信项目组于2020年12月29日-12月30日在武汉大学信息学部游泳池开展了为期2天的高速、较远距离的水下光通信试验。其中游泳池长50米宽25米，深2米。整个实验过程组织有序，分工明确，实验取得圆满成功！

1、实验环境水质参数测试：将实验环境用水取样在长为1米水缸中，利用520nm绿激光测试水缸无水环境和有水环境的光功率值，计算出水质衰减度值。经过测试游泳池实验用水的衰减为0.8dbm/m。

水质测试实验图

2、实验测试了水下光通信机的450nmLD的性能参数，一端通信样机通过470nmLED和450nmLD发射信号光，在远处另一个设备采用高速APD接收蓝光信号。根据实验测试经过测试450nmLD通信速率为50Mbps，通信距离可达15米，通信误码测试为0，传输视频、图片等数据流完整。

水下激光通信实验图

3、实验测试了在水下发送端使用520nmLED，通信速率主要使用3Mbps，接收使用PMT接收绿光信号。根据经过实验测试水下通信距离40米，通信速率3Mbps,520nmLED发送,PMT接收绿光信号，系统测试误码率为0。

520nm LED水下实验图

4、实验测试了在水下发送端使用520nmLD，通信速率分别使用3Mbps，接收使用PMT光电探测器，经过测试系统在水下40米520nmLD激光发射与接收对准时可实现0误码，水下50米时激光对准传输误码率稳定在10-6。

520nm LD 水下实验图

我司研发的LC50AAM-50WD水下光通信机，采用了470nm和520nm两种波段的光源形成双向链路交互，同时使用LD和LED两种光源作为载波，可满足水下高速、较远距离通信的需求。经过实验在水质为0.8dbm/m的条件下，水下LED传输最远距离约为50m,通信速率为3Mbps。水下高速LD通信距离最远距离约为20m,通信速率为50Mbps。同时设备配置相关软件，可直接通过此设备在水下传输视频、图片、文字等多种信息。我司自主研发的LC50AAM-50WD水下光通信机是国内首款针对水下光通信的产品，适用于水下高速通信的需求，可应用于水下传感器数据采集，潜水员、无人潜航器、水下机器人等运动单元平台间信息交换。这预示着该技术向实用化又迈出坚实的一步，因此，这一技术将来有望应用于海底探测等水下作业、海底观测仪器与船舶及无人机之间的通信以及潜艇通信等军事领域。

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