奮進在攻克“卡脖子”創(chuàng)新路上
——記肇慶學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院專職教師許志勇

◎ 文/皋 山

他是電子科技領(lǐng)域的教學(xué)者、研究者。2010年至2016年，他在電子科技大學(xué)—電子薄膜與集成器件國家重點實驗室攻讀博士學(xué)位，協(xié)助指導(dǎo)多名碩士研究生。

他主要從事電子信息功能陶瓷材料及元器件的研究，2009年至2017年，他在肇慶市科學(xué)技術(shù)局產(chǎn)學(xué)研結(jié)合科從事科技項目管理和產(chǎn)學(xué)研合作相關(guān)工作，成功負責(zé)申報肇慶市為“中國產(chǎn)學(xué)研合作創(chuàng)新示范市”。目前，他的研究成果共獲得已授權(quán)國家發(fā)明專利8件、實用新型專利11件，全部實現(xiàn)許可實施。他還獲得“肇慶市重點項目建設(shè)和重點工作先進個人獎”“肇慶市第一批西江緊缺人才”等榮譽。

他叫許志勇，是肇慶學(xué)院電子與電氣工程學(xué)院專職教師，擔(dān)任廣東省NTC熱敏芯片工程技術(shù)研究中心主任、電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)負責(zé)人、肇慶學(xué)院高端電子信息產(chǎn)業(yè)公共服務(wù)平臺負責(zé)人。

立志自主創(chuàng)新，實現(xiàn)“芯”片國產(chǎn)化

許志勇自從選擇了科研，便將“創(chuàng)新”默默地刻在了自己的科研攻關(guān)之路上，以實際行動激勵自己不斷前行、斬關(guān)奪隘。他與廣東愛晟電子科技有限公司合作研制出的高精度、高可靠性復(fù)合電極熱敏芯片，足以說明他對創(chuàng)新的執(zhí)著和赤熱。高精度、高可靠性NTC熱敏芯片是各類紅外傳感器、光器件模塊的核心器件，廣泛應(yīng)用于5G通訊、空間雷達、新能源汽車、平板顯示、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。以前，這種芯片技術(shù)一直被國外公司所壟斷；國內(nèi)高端光器件模塊、高端醫(yī)療器械用這種芯片基本都是依賴進口，存在著被人“卡脖子”問題。

為徹底甩掉被人“卡脖子”的現(xiàn)狀，許志勇作為肇慶學(xué)院派駐廣東愛晟電子科技有限公司的省部產(chǎn)學(xué)研科技特派員，自告奮勇地帶領(lǐng)公司的技術(shù)研發(fā)團隊進行科研攻關(guān)。針對高精度、高可靠性復(fù)合電極NTC熱敏芯片材料配方體系、材料制備工藝，以及復(fù)合金屬電極鍍層制備工藝開展研究，通過在傳統(tǒng)NTC配方體系Mn-Fe-Cu-Co-Ni復(fù)合相中創(chuàng)新性引入稀土離子元素，同時采用MEMS工藝技術(shù)濺射多層復(fù)合金屬電極，結(jié)合優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、工業(yè)化生產(chǎn)工藝等關(guān)鍵技術(shù)，有效解決了NTC熱敏芯片材料導(dǎo)電機制分析、NTC熱敏芯片材料老化機制分析、NTC熱敏芯片材料鍍層附著性分析等關(guān)鍵問題。高溫高可靠性復(fù)合電極NTC熱敏芯片主要研究特色和創(chuàng)新點包含基于多元復(fù)合配方體系，實現(xiàn)高溫高可靠性；依托機理分析，實現(xiàn)精準(zhǔn)化調(diào)控路線；結(jié)合國家高端新型產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略需求，實現(xiàn)綠色工業(yè)化制備。

2020年12月11日，肇慶市中小企業(yè)服務(wù)中心組織專家鑒定認為，項目具有高精度、高可靠、綠色節(jié)能等技術(shù)優(yōu)點。相關(guān)技術(shù)獲得授權(quán)國家發(fā)明專利6件，申請國家發(fā)明專利6件，具有較強的創(chuàng)新性，項目技術(shù)及開發(fā)的高精度、高可靠性復(fù)合電極熱敏芯片性能指標(biāo)達到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

這一成果的研發(fā)成功，填補了國內(nèi)300℃以上NTC熱敏芯片技術(shù)空白，實現(xiàn)了該領(lǐng)域技術(shù)的國產(chǎn)化替代，已通過應(yīng)用單位廣東愛晟電子科技有限公司和肇慶愛晟傳感器技術(shù)有限公司實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化。他們研制的復(fù)合電極熱敏芯片、高穩(wěn)定快速NTC負溫度系數(shù)溫度傳感器、微型高可靠溫度傳感器等產(chǎn)品獲認定為“廣東省高新技術(shù)產(chǎn)品”。該項目經(jīng)廣東省科學(xué)技術(shù)情報研究所查新，產(chǎn)品技術(shù)方案屬國內(nèi)首創(chuàng)；經(jīng)工業(yè)和信息化部電子第五研究所中國賽寶實驗室檢測，產(chǎn)品技術(shù)性能指標(biāo)在R25、B值、耗散系數(shù)、高溫負荷、耐濕負荷、抗低溫可靠性試驗變化率等方面均達到國外同類產(chǎn)品先進水平。

許志勇說：“項目產(chǎn)品作為各類紅外傳感器、光器件模塊的核心器件，批量供應(yīng)杭州士蘭微電子股份有限公司、上海燁映電子技術(shù)有限公司、中國電子科技集團重慶聲光電有限公司及國內(nèi)外紅外測溫儀和呼吸機等醫(yī)療器械制造企業(yè)，截至目前已累計實現(xiàn)產(chǎn)值超3億元。”

2017年以來，具有強烈創(chuàng)新意識的許志勇，帶領(lǐng)派駐企業(yè)研發(fā)團隊積極開展相關(guān)項目、產(chǎn)品研制，現(xiàn)已開發(fā)產(chǎn)品10多個，獲得廣東省高新技術(shù)產(chǎn)品14個，經(jīng)濟效益和社會效益十分可觀。由此，他還助力企業(yè)榮獲“國家知識產(chǎn)權(quán)示范企業(yè)”“國家知識產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢企業(yè)”和“國家高新技術(shù)企業(yè)”等榮譽。

可以說，這些榮譽是企業(yè)的成功，也是許志勇的成功。事實證明，科研沒有捷徑可走，只有潛心創(chuàng)新，才能研發(fā)出高水平科研成果，回報企業(yè)、回報社會，為國家科技發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻。

著眼醫(yī)療設(shè)備急需,研制抗擊新冠“芯片”

2020年春節(jié)，在中華民族歷史上是最刻骨銘心的一個春節(jié)。新冠病毒突然來襲，讓沉浸在萬家團圓節(jié)日喜慶中的人們，頻頻“中招”，防不勝防，嚴(yán)重破壞了節(jié)日祥和安寧的氣氛，也嚴(yán)重侵害著人們的身心健康，并對我國和全世界的經(jīng)濟都造成了巨大沖擊。

面對這場突如其來的疫情，一時間口罩、防護服、紅外體溫檢測設(shè)備、檢測試劑等重點醫(yī)療物資的生產(chǎn)保障成為重中之重。作為抗擊新冠肺炎疫情重要物資之一的紅外體溫檢測設(shè)備更是供不應(yīng)求，一方面由于紅外體溫檢測設(shè)備生產(chǎn)的準(zhǔn)入門檻高，另一方面則因為紅外體溫檢測設(shè)備中以紅外熱電堆和NTC（負溫度系數(shù)）熱敏芯片為代表的關(guān)鍵零部件技術(shù)難度高且產(chǎn)能瓶頸壓力大，導(dǎo)致紅外體溫檢測設(shè)備難以在短時間內(nèi)滿足防控疫情發(fā)展的需求。

針對當(dāng)前疫情防控急需的紅外體溫檢測設(shè)備和醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求，許志勇帶領(lǐng)技術(shù)研發(fā)團隊，開展研制“紅外體溫檢測設(shè)備用高可靠性NTC熱敏芯片”。他介紹說，紅外體溫監(jiān)測設(shè)備的核心測溫元件是熱電堆，作為一種紅外溫度傳感器，熱電堆可直接感應(yīng)紅外熱輻射，把熱量轉(zhuǎn)化為電信號，不需要直接接觸被測物體就可以快速測得物體表面溫度，封裝在熱電堆里的NTC熱敏芯片是用于測量熱電堆的環(huán)境溫度，并用它作為溫度基準(zhǔn)的。因此，NTC熱敏芯片的阻值與B值的精度和可靠性，對紅外測溫設(shè)備偏離25℃環(huán)境溫度時的測溫精度就顯得非常重要。因此，他根據(jù)紅外體溫檢測設(shè)備用高精度、高可靠性NTC熱敏芯片的技術(shù)原理，通過優(yōu)化NTC半導(dǎo)體材料配方和粉體制備工藝，以及NTC芯片半導(dǎo)體工藝制程、檢測與驗證手段，精確調(diào)節(jié)電阻值，研制出具有高精度、高可靠性的NTC熱敏芯片，實現(xiàn)了自己既定的研究目標(biāo)。

他研制出的紅外體溫檢測設(shè)備用高可靠性NTC熱敏芯片，掌握了該領(lǐng)域的核心技術(shù)，對改變我國在該領(lǐng)域關(guān)鍵技術(shù)相對落后、產(chǎn)品可靠性不高的劣勢、提升我國的NTC熱敏芯片技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)競爭力，具有一定的戰(zhàn)略意義。該產(chǎn)品滿足了我國疫情防控和醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需求。

他高興地介紹道：新冠肺炎疫情期間，合作實施產(chǎn)業(yè)化的廣東愛晟電子科技有限公司被國務(wù)院應(yīng)對新型冠狀病毒肺炎疫情聯(lián)防聯(lián)控機制（醫(yī)療物資保障組）和工信部納入“國家疫情防控應(yīng)急物資生產(chǎn)供應(yīng)企業(yè)”和“全國重點醫(yī)療物資生產(chǎn)重點企業(yè)”，為抗擊疫情做出了突出貢獻。項目產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化以來，已累計實現(xiàn)產(chǎn)值超1.2億元，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

他研制的呼吸機用高可靠防水防潮NTC溫度傳感器，所用材料符合ROHS標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品通過SGS檢測后被允許投放市場銷售，屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品，不僅保護環(huán)境、還保障經(jīng)濟社會的持續(xù)發(fā)展。新冠肺炎疫情發(fā)生后，呼吸機的需求暴增，已累計實現(xiàn)產(chǎn)值超8000多萬元，具有良好的經(jīng)濟和社會效益。

許志勇在產(chǎn)學(xué)研上不負眾望，研發(fā)出了具有重大價值的科研成果，而每一次創(chuàng)新都解決了行業(yè)領(lǐng)域里的關(guān)鍵技術(shù)問題，給企業(yè)、給社會帶來良好效益。未來，相信他的創(chuàng)新之路會越走越寬，不負社會，更不負時代。