華爲陣營再添盟友!歐美企業“不敢碰”的難題,濟南小廠5年突破

自從前段時間華爲創始人任正非謙虛地表示“未來3年,華爲以活着爲目標”後,我們發現,如今華爲的動作鮮有以往的“大張旗鼓”了。

根據天眼查數據顯示,今年8月中旬,華爲旗下哈勃投資入股了僅成立12年的濟南“小廠”——晶正電子,在光通信單晶薄膜這一細分領域落下了一子。此次入股,華爲“認繳”金額爲138.19萬元,具體真實投資金額不得而知。

很多人會好奇,100多萬的投資能有什麼大生意?小小的晶正電子,憑什麼獲得華爲的青睞?

要了解晶正電子有何魅力,我們要從光通信領域說起。

一、“光子學革命”在即,鈮酸鋰異軍突起

所謂“光通信”,就是以光信號爲信息流通載體的新型通信方式。

和傳統通信的無線電波相比,光波由於其波長短、頻率高的物理特性,使光通信具備傳輸損耗更低、傳輸帶寬更大、信息保真度高等諸多優點。不過,與之相對於的是光通信對配套設備的苛刻要求。

經歷過早期撥號寬帶的人都知道,當年的電腦聯網直接用家裡的電話線就可以。但今天的光通信,則需要搭配一整套獨立的設施設備。完整的光通信產業鏈,由上游的光芯片、高能陶瓷、轉化器,中游的光功能模塊和下游數據中心、通信設備商、服務商共同構成。

而單晶薄膜,正是製備多種光芯片、信息存儲用器件的基礎原材料之一,其中,晶正電子生產的鈮酸鋰單晶薄膜,更是被業內譽爲光通信設備的最理想選擇。

二、鈮酸鋰:單晶薄膜“中流砥柱”

那麼,和單晶硅、單晶二氧化釩等主流芯片材料相比,晶正電子的鈮酸鋰又有哪些優勢呢?

1、居里溫度最高

鈮酸鋰,是由鈮、鋰、氧三種元素構成的負性晶體化合物。僅從化學角度看,在已發現的特殊電極材料中,鈮酸鋰的居里溫度最高,可達1210 ℃。

所謂的居里溫度,特指某種化合物磁性消失的溫度節點。衆所周知,電磁效應的存在,是芯片發揮半導體功能的技術前提。因此,居里溫度越高,化合物的磁性表現越穩定。鈮酸鋰的居里溫度屬性決定了,它確實當得起單晶薄膜“中流砥柱”的稱號。

2、光電性能卓越

由超高的居里溫度衍生而來,鈮酸鋰單晶薄膜的兩大特性,使其成爲光通信核心器件的最佳材料選擇:

首先是繁多的光電效應,一件鈮酸鋰晶體,同時具備了壓電效應、光彈效應、光折變效應、非線性光學效應、光聲伏打效應等多種光電性能;其次,通過對鈮酸鋰晶體的畸變加工,其多種光電性能的表現程度,也能實現精準調控。

總之,經由鈮酸鋰晶體加工而來的單晶薄膜,chirp效應極低,光消比、穩定性表現卓越,在超遠距離通信中,具有任何其他材料無法替代的天然優勢。

不過長期以來,有關鈮酸鋰單晶薄膜的研究,一直被業內視爲“不可觸碰”的冷門技術領域,因爲連樂於“技術壟斷”的歐美企業,也沒能攻克這一難題。

三、濟南小廠迎難而上,填補行業空白

早在1964年,美國貝爾實驗室就開始了對鈮酸鋰半導體特性的研究。此後十餘年間,歐美科研團隊多點開花,先後確立了鈮酸鋰在鐵電、順電相下的晶格結構,在材料成長工藝方面也取得重要突破,但唯獨在鈮酸鋰單晶薄膜的製造上,陷入瓶頸。

上世紀80年代,由劍橋、耶魯、哈佛等多所西方名校的科研機構,牽頭髮起了對鈮酸鋰單晶薄膜工藝的集中攻關,然而幾年研究下來,只爲相關行業帶來一句“現階段不可行”的實驗結論。從此,西方企業在鈮酸鋰的技術課題上,進入了躺平模式。

2010年,海歸博士胡文、胡卉兄弟倆受“5150引才計劃”感召回國,在濟南當地的幫助下成立晶正電子。他們創業的目的很簡單,就是要在鈮酸鋰單晶薄膜工藝上,蹚出一條路來。

從2010年到2015年,兄弟倆率領旗下技術團隊,在“早起晚歸,一週僅休息半天”的工作強度下,堅持研發實驗。一種技術路線不可行,就換另一種,多條路線都存在問題,就直接研究對技術的改進。

在經歷上萬次實驗後,最終通過離子注入、直接鍵合等技術的組合運用,率先研發出納米級鈮酸鋰單晶薄膜。在晶正電子的加工工藝下,0.5毫米厚度的鈮酸鋰單晶,可以平行切割出1000片薄膜晶片。時至今日,晶正電子在鈮酸鋰薄膜製造工藝上,已累積專利100餘項, 還打造出全球首個鈮酸鋰薄膜製造基地。

在外企走不通的技術領域,胡文、胡卉倆兄弟的晶正電子,走通了!

四、結語

一如華爲利用“極化碼”,帶領全球步入了5G時代。而晶正電子的鈮酸鋰單晶薄膜,也爲國產光通信時代的到來,打下了堅實的地基。

此次華爲主動聯合晶正電子,是國內兩個行業領軍企業的的強強聯合,更是在國外先進技術、硬件封鎖的背景下,執着於研發的民族企業之間的“英雄惜英雄”。