勇作“追光者”——高德紅外摘“芯”記

 

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

 

能見度不到100米的濃霧天氣里，一架無人機(jī)騰空而起。通過機(jī)上紅外探測(cè)系統(tǒng)，公安交管部門能清晰“看到”高架橋上緩行的車流，并有針對(duì)性地作出決策。

 

在物理學(xué)中，凡是高于絕對(duì)零度的物質(zhì)，都會(huì)依據(jù)溫度的不同對(duì)外輻射電磁波。利用這一特性，紅外探測(cè)技術(shù)成為突破人類視覺障礙探測(cè)物體的利器。高靈敏度、高可靠性、高分辨率的紅外探測(cè)核心器件更是各國角逐的焦點(diǎn)。

 

20多年來，武漢高德紅外股份有限公司（以下簡(jiǎn)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知識(shí)產(chǎn)權(quán)的紅外探測(cè)器芯片，有效打破國外壟斷，解決國內(nèi)重大需求。

 

 

十年磨一“芯”

 

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

 

 

2月28日，在高德紅外智感科技民品生產(chǎn)線上，工作人員對(duì)紅外熱成像儀進(jìn)行程序燒錄。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?yàn)樯l(fā)的能量溫度不同。”高德紅外董事長(zhǎng)黃立介紹，紅外探測(cè)器芯片可以把肉眼不可見的紅外線，轉(zhuǎn)化為光電信號(hào)和成像，幫助人們更好洞悉身邊環(huán)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產(chǎn)調(diào)試車間忙碌（2020年2月11日攝）。新華社發(fā)

 

作為紅外行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，高德紅外年產(chǎn)各類紅外產(chǎn)品150多萬臺(tái)，銷往全球70多個(gè)國家和地區(qū)。在民用熱成像市場(chǎng)的占有率居中國第一、全球第二。這些放在十多年前，簡(jiǎn)直是難以想象。

 

高德紅外成立之初主要用進(jìn)口芯片組裝工業(yè)用紅外測(cè)溫儀。由于國外出口管制，長(zhǎng)期以來，中國企業(yè)只能進(jìn)口最低端的芯片，且數(shù)量少、價(jià)格高、交貨周期長(zhǎng)。“賣給你的芯片連售后都沒有，你愛要不要。”黃立說，即便這樣，2008年高德紅外還是遭遇進(jìn)口芯片斷供。

 

“芯片就是‘心臟’，沒有它，企業(yè)的命運(yùn)就掌握在別人手里，隨時(shí)可能死亡。”黃立逐漸意識(shí)到，關(guān)鍵核心技術(shù)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(gè)技術(shù)難點(diǎn)都會(huì)讓你‘卡殼’。”2009年入職高德紅外的中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所博士周文洪說，氧化釩是制造紅外芯片的基本原料，它的配比及加工時(shí)的溫度、氣壓等直接關(guān)系芯片性能。沒有技術(shù)參考，科研人員只能“硬剛”，“耗時(shí)2年多、1000多次試驗(yàn)，相關(guān)問題才得以攻克。”

 

缺技術(shù)，就翻遍資料文獻(xiàn)尋找蛛絲馬跡；缺設(shè)備，就借用外地專業(yè)院所機(jī)器開展樣品研發(fā)；缺材料，就托人東挪西借，有一點(diǎn)用一點(diǎn)；缺資金，就提高研發(fā)經(jīng)費(fèi)投入強(qiáng)度，將上市募資全部用于研發(fā)……

 

歷經(jīng)9年多時(shí)間、投資近20億元、突破數(shù)百項(xiàng)技術(shù)難題和數(shù)千項(xiàng)工藝難關(guān)，高德紅外自主研發(fā)的高性能制冷單色百萬像素紅外探測(cè)器芯片于2017年成功面世，2018年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。這一國產(chǎn)紅外芯片的問世，直接將同類型進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格拉低50%以上。

 

 

攀登無止境

 

走進(jìn)高德紅外產(chǎn)品展廳，幾十款大大小小、形狀各異的紅外探測(cè)器映入眼簾。它們有的只有指甲蓋大小，卻集成了傳感器等重要設(shè)備；有的被厚重金屬外殼包裹，可適應(yīng)零下200攝氏度的極端工作環(huán)境；有的可裝載在其他設(shè)備上，能夠高靈敏度、全天候、全被動(dòng)工作……

 

 

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

 

一款款紅外探測(cè)器，展示了高德紅外的技術(shù)實(shí)力，更彰顯著企業(yè)堅(jiān)定自主創(chuàng)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產(chǎn)品展廳內(nèi)拍攝的展品。新華社記者 杜子璇 攝

 

黃立介紹，高德紅外在生產(chǎn)出單色百萬像素紅外探測(cè)器芯片時(shí)，少數(shù)國家已掌握雙色百萬像素紅外探測(cè)器芯片技術(shù)，中國在此方面與之差距明顯。

 

紅外芯片要實(shí)現(xiàn)從“單色”到“雙色”突破，并非易事。高德紅外芯片研發(fā)負(fù)責(zé)人劉斌介紹，紅外芯片要通過讀出電路，將光轉(zhuǎn)化成電子后，采集放大并以視頻格式輸出。這需要電路與芯片互聯(lián)互通。一個(gè)雙色芯片有130多萬個(gè)像素，每個(gè)像素都有一個(gè)焊點(diǎn)，要在蠶豆大小的芯片上制備如此密集的焊點(diǎn)并確?；ヂ?lián)互通異常困難。

 

劉斌說，焊接雙色紅外芯片的倒裝焊接機(jī)精度要求在1微米以下，而當(dāng)時(shí)國內(nèi)只有3微米左右倒裝焊接機(jī)，且無法進(jìn)口高精度設(shè)備。高德紅外研發(fā)人員只好不停地試驗(yàn)、總結(jié)、修改方案。最終，一舉攻克了讓130多萬個(gè)像素點(diǎn)連通率達(dá)99.99%以上的微組裝技術(shù)難題。

 

從單色百萬像素芯片到雙色百萬像素芯片，高德紅外瞄準(zhǔn)國際領(lǐng)先技術(shù)的腳步從未停歇。目前，該企業(yè)已搭建起非制冷探測(cè)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產(chǎn)線，具備多種型號(hào)探測(cè)器芯片的研制生產(chǎn)能力。公司核心器件技術(shù)水平已與西方國家第一梯隊(duì)持平，并成功實(shí)現(xiàn)核心器件全面國產(chǎn)化。

 

 

融合再跨越

 

2月22日15時(shí)02分，武漢東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)，一架無人機(jī)在空中巡查發(fā)現(xiàn)，雄楚大道高架往關(guān)山大道方向的匝道有車輛因道路結(jié)冰陷車，導(dǎo)致?lián)矶?。公安交管部門隨即派出警力鏟冰除雪，15時(shí)20分，道路恢復(fù)暢通。

 

“這架無人機(jī)之所以如此精準(zhǔn)，因?yàn)樗须p‘高清紅外眼睛’。”武漢市公安局東湖新技術(shù)開發(fā)區(qū)分局相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，借助實(shí)時(shí)回傳的高清紅外畫面，指揮中心能夠全天候掌握道路結(jié)冰、交通擁堵等路況信息，進(jìn)行科學(xué)決策。

 

正是因?yàn)橹袊灾骷t外芯片的突破，紅外熱成像技術(shù)才大范圍普及。目前高德紅外部分型號(hào)的紅外芯片成本已降到幾百元，隨著紅外核心芯片小型化、低成本、高可靠性、大批量生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)，紅外科技產(chǎn)品迎來飛入尋常百姓家的契機(jī)，也為千行百業(yè)的迭代更新帶來更大的想象空間。

 

自動(dòng)駕駛集成紅外模塊，可穿透黑暗、雨霧精準(zhǔn)發(fā)現(xiàn)行人，保證駕駛安全；智能空調(diào)集成紅外模塊，可根據(jù)人員數(shù)量、方位、姿態(tài)調(diào)節(jié)風(fēng)向風(fēng)速，既節(jié)能又精準(zhǔn)；電力線路檢測(cè)整合紅外模塊，可更快發(fā)現(xiàn)溫度異常和隱患，提高檢測(cè)精度和效率……高德紅外的探測(cè)器已被廣泛應(yīng)用于人體測(cè)溫、工業(yè)測(cè)溫、安防監(jiān)控、消防救援、戶外運(yùn)動(dòng)、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域。

 

 

2月28日，在高德紅外智感科技民品生產(chǎn)線上，工作人員在操作設(shè)備對(duì)紅外模組進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。新華社記者 杜子璇 攝

 

當(dāng)前，高德紅外正全面打造紅外“芯”平臺(tái)戰(zhàn)略，圍繞產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，圍繞創(chuàng)新鏈布局產(chǎn)業(yè)鏈。通過不同行業(yè)、企業(yè)間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、資源共享，推動(dòng)紅外技術(shù)的規(guī)?；⒍鄻踊?、普及化和消費(fèi)化，共同打造紅外生態(tài)圈。

 

“有人跟我說，紅外芯片研發(fā)是國家的事，民企沒必要折騰，但事實(shí)證明，掌握核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)自立自強(qiáng)，每個(gè)人都義不容辭。”黃立說，正是由于堅(jiān)持不懈地推進(jìn)自主創(chuàng)新，高德紅外才取得了今天的成績(jī)。

 

“沒有做不到的，只有想不到的。”在高德紅外園區(qū)中心花園里，鐫刻著這樣一句話，往來員工會(huì)不由自主地抬頭看看。“每一代人都有自己的機(jī)遇，我們不能辜負(fù)這個(gè)偉大的時(shí)代。”不少員工如是說。

 

 

文字記者：李鵬翔、徐海波、王自宸

 

編輯：儲(chǔ)興華、王化娟、鄭雅寧、張浩波、徐金泉、侯幫興、郭潔宇

 

統(tǒng)籌：黃小希、何雨欣