勇作“追光者”——高德紅外摘“芯”記-新華網
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2024 02/28 22:58:36
來源:新華社

勇作“追光者”——高德紅外摘“芯”記

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  這是2月28日拍攝的武漢高德紅外股份有限公司(無人機照片)。新華社記者 杜子璇 攝

  能見度不到100米的濃霧天氣裏,一架無人機騰空而起。通過機上紅外探測係統,公安交管部門能清晰“看到”高架橋上緩行的車流,並有針對性地作出決策。

  在物理學中,凡是高于絕對零度的物質,都會依據溫度的不同對外輻射電磁波。利用這一特性,紅外探測技術成為突破人類視覺障礙探測物體的利器。高靈敏度、高可靠性、高分辨率的紅外探測核心器件更是各國角逐的焦點。

  20多年來,武漢高德紅外股份有限公司(以下簡稱“高德紅外”)從零起步、不等不靠、勇往直前,成功研制出擁有完全自主智慧財産權的紅外探測器晶片,有效打破國外壟斷,解決國內重大需求。

  十年磨一“芯”

  位于武漢的中國光谷,新春開工正忙。高德紅外終端生産線上,身穿靜電服的工作人員正在調試一款觀瞄型熱成像夜視儀。透過生産線測試螢幕,只見影像正隨溫度變化,呈現出不同亮度和色塊。

  2月28日,在高德紅外智感科技民品生産線上,工作人員對紅外熱成像儀進行程式燒錄。新華社記者 杜子璇 攝

  “你看,臉部整體高亮,但戴眼鏡的地方就偏黑,這是因為散發的能量溫度不同。”高德紅外董事長黃立介紹,紅外探測器晶片可以把肉眼不可見的紅外線,轉化為光電信號和成像,幫助人們更好洞悉身邊環境。“這款夜視儀很受戶外愛好者青睞,很快將出口海外。”

  黃立(右三)與科研人員在高德紅外生産調試車間忙碌(2020年2月11日攝)。新華社發

  作為紅外行業領軍企業,高德紅外年産各類紅外産品150多萬臺,銷往全球70多個國家和地區。在民用熱成像市場的佔有率居中國第一、全球第二。這些放在十多年前,簡直是難以想像。

  高德紅外成立之初主要用進口晶片組裝工業用紅外測溫儀。由于國外出口管制,長期以來,中國企業只能進口最低端的晶片,且數量少、價格高、交貨周期長。“賣給你的晶片連售後都沒有,你愛要不要。”黃立説,即便這樣,2008年高德紅外還是遭遇進口晶片斷供。

  “晶片就是‘心臟’,沒有它,企業的命運就掌握在別人手裏,隨時可能死亡。”黃立逐漸意識到,關鍵核心技術是要不來、買不來、討不來的。于是,高德紅外開啟了漫漫“追芯”路。

  “從零起步,任何一個技術難點都會讓你‘卡殼’。”2009年入職高德紅外的中國科學院上海技術物理研究所博士周文洪説,氧化釩是制造紅外晶片的基本原料,它的配比及加工時的溫度、氣壓等直接關係晶片性能。沒有技術參考,科研人員只能“硬剛”,“耗時2年多、1000多次試驗,相關問題才得以攻克。”

  缺技術,就翻遍資料文獻尋找蛛絲馬跡;缺設備,就借用外地專業院所機器開展樣品研發;缺材料,就托人東挪西借,有一點用一點;缺資金,就提高研發經費投入強度,將上市募資全部用于研發……

  歷經9年多時間、投資近20億元、突破數百項技術難題和數千項工藝難關,高德紅外自主研發的高性能制冷單色百萬像素紅外探測器晶片于2017年成功面世,2018年實現量産。這一國産紅外晶片的問世,直接將同類型進口産品價格拉低50%以上。

  攀登無止境

  走進高德紅外産品展廳,幾十款大大小小、形狀各異的紅外探測器映入眼簾。它們有的只有指甲蓋大小,卻整合了感測器等重要設備;有的被厚重金屬外殼包裹,可適應零下200攝氏度的極端工作環境;有的可裝載在其他設備上,能夠高靈敏度、全天候、全被動工作……

  這是2月28日在武漢高德紅外股份有限公司産品展廳內拍攝的展品。新華社記者 杜子璇 攝

  一款款紅外探測器,展示了高德紅外的技術實力,更彰顯著企業堅定自主創新、把科技命脈牢牢掌握在自己手中的決心。

  這是2月28日在武漢高德紅外股份有限公司産品展廳內拍攝的展品。新華社記者 杜子璇 攝

  黃立介紹,高德紅外在生産出單色百萬像素紅外探測器晶片時,少數國家已掌握雙色百萬像素紅外探測器晶片技術,我國在此方面與之差距明顯。

  紅外晶片要實現從“單色”到“雙色”突破,並非易事。高德紅外晶片研發負責人劉斌介紹,紅外晶片要通過讀出電路,將光轉化成電子後,採集放大並以視頻格式輸出。這需要電路與晶片互聯互通。一個雙色晶片有130多萬個像素,每個像素都有一個焊點,要在蠶豆大小的晶片上制備如此密集的焊點並確保互聯互通異常困難。

  劉斌説,焊接雙色紅外晶片的倒裝焊接機精度要求在1微米以下,而當時國內只有3微米左右倒裝焊接機,且無法進口高精度設備。高德紅外研發人員只好不停地試驗、總結、修改方案。最終,一舉攻克了讓130多萬個像素點連通率達99.99%以上的微組裝技術難題。

  從單色百萬像素晶片到雙色百萬像素晶片,高德紅外瞄準國際領先技術的腳步從未停歇。目前,該企業已搭建起非制冷探測器、制冷型碲鎘汞及二類超晶格3條完全自主可控的批量生産線,具備多種型號探測器晶片的研制生産能力。公司核心器件技術水準已與西方國家第一梯隊持平,並成功實現核心器件全面國産化。

  融合再跨

  2月22日15時02分,武漢東湖新技術開發區,一架無人機在空中巡查發現,雄楚大道高架往關山大道方向的匝道有車輛因道路結冰陷車,導致擁堵。公安交管部門隨即派出警力鏟冰除雪,15時20分,道路恢復暢通。

  “這架無人機之所以如此精準,因為它有雙‘高清紅外眼睛’。”武漢市公安局東湖新技術開發區分局相關負責人介紹,借助實時回傳的高清紅外畫面,指揮中心能夠全天候掌握道路結冰、交通擁堵等路況資訊,進行科學決策。

  正是因為中國自主紅外晶片的突破,紅外熱成像技術才大范圍普及。目前高德紅外部分型號的紅外晶片成本已降到幾百元,隨著紅外核心晶片小型化、低成本、高可靠性、大批量生産的實現,紅外科技産品迎來飛入尋常百姓家的契機,也為千行百業的迭代更新帶來更大的想像空間。

  自動駕駛整合紅外模組,可穿透黑暗、雨霧精準發現行人,保證駕駛安全;智能空調整合紅外模組,可根據人員數量、方位、姿態調節風向風速,既節能又精準;電力線路檢測整合紅外模組,可更快發現溫度異常和隱患,提高檢測精度和效率……高德紅外的探測器已被廣泛應用于人體測溫、工業測溫、安防監控、消防救援、戶外運動、自動駕駛等領域。

  2月28日,在高德紅外智感科技民品生産線上,工作人員在操作設備對紅外模組進行數據採集。新華社記者 杜子璇 攝

  當前,高德紅外正全面打造紅外“芯”平臺戰略,圍繞産業鏈部署創新鏈,圍繞創新鏈布局産業鏈。通過不同行業、企業間優勢互補、資源共用,推動紅外技術的規模化、多樣化、普及化和消費化,共同打造紅外生態圈。

  “有人跟我説,紅外晶片研發是國家的事,民企沒必要折騰,但事實證明,掌握核心技術,實現自立自強,每個人都義不容辭。”黃立説,正是由于堅持不懈地推進自主創新,高德紅外才取得了今天的成績。

  “沒有做不到的,只有想不到的。”在高德紅外園區中心花園裏,鐫刻著這樣一句話,往來員工會不由自主地抬頭看看。“每一代人都有自己的機遇,我們不能辜負這個偉大的時代。”不少員工如是説。

  文字記者:李鵬翔、徐海波、王自宸

  視頻記者:余國慶、饒饒、潘志偉

  編輯:儲興華、王化娟、鄭雅寧、張浩波、徐金泉、侯幫興、郭潔宇

  統籌:黃小希、何雨欣

【糾錯】 【責任編輯:徐海知】