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被美國嚴禁出口的國防領域核心芯片,這家民企花費8年研發成功

紅外探測是指先探測目標紅外熱輻射,然後將探測結果轉換成肉眼可視圖像的技術。

紅外探測器是紅外設備中實現光電轉換的關鍵器件,它能夠在全黑環境或惡劣氣候條件下提供穩定可靠的觀測 ,目前已廣泛用於紅外制導導彈、戰機紅外探測告警、反導反衛、光電對抗、偵察、夜視夜戰等軍事領域以及高鐵運行監測、 汽車 自動駕駛、安防、消防、物聯網、工業、氣象、醫學等民用領域。

紅外探測器中最為核心的就是紅外芯片了,其探測敏感度越高、能夠反映的溫差越細微,探測就會越精準。所以它也被分為兩大類,第壹類是用於民用和槍械瞄準的非制冷型,第二類是用於戰機、導彈等高端軍事領域的制冷型。

可以說,紅外探測器是關系我國國計民生及尖端 科技 發展的重要核心器件 ,壹些武器裝備只要配上紅外技術後,就能精確地在夜間環境下捕捉到地面十幾公裏、空中上百公裏的目標,但該市場長期被美國、法國等少數軍工企業壟斷。

2008年以前,以美國為首的西方發達國家在高端芯片領域對中國實行嚴苛的出口審批制度。特別是在紅外芯片領域,西方國家更是將其產品及研制技術列為高度敏感的高 科技 領域。美國嚴格禁止對我國出口。

不僅如此,美國還對擁有紅外芯片核心技術產品的西方發達國家施加壓力,限制其對華出口。

而那個時候,國內紅外產品的芯片,全部都要依賴進口,當時唯有與中國關系較好的法國,每年向中國出口少量的工業級低端紅外芯片,且明確限制不允許用於軍事領域。

為了防止中國將紅外芯片運用到軍事領域,30萬像素以上的芯片基本封鎖,正常芯片的幀頻是25HZ以上,而出口到中國的紅外芯片全部鎖頻到8.7HZ。

低像素讓妳無法精確捕捉物體,鎖頻讓妳不能連續動態觀察,不要說追蹤導彈了,追個耗子都追不上。

被西方狠狠掐住脖子,這讓許多的紅外企業心有不甘,紛紛開始研制紅外芯片。除了國企中國電科11所之外,民企之中最為突出的就是高德紅外。

高德紅外的董事長黃立是壹位傳奇人物,他出身於書香世家,他的父親是華中 科技 大學教授,他也畢業於華中 科技 大學。我發現,中國的高新技術企業董事長很多都畢業於華中 科技 大學,華為的輪值董事長郭平、海康威視的董事長都是畢業於華中 科技 大學。

87年,黃立被分配到電力系統科研所工作,可是在1999元,他卻懷揣30萬,毅然下海經商,成立了高德電氣,黃立自己有技術,他是公司紅外熱像儀專有技術的主要研發者,這讓他可以敏銳把握紅外市場技術發展。

2003年,非典爆發,紅外測溫設備壹夜之間成為最重要的裝備之壹,黃立把握住機會,成為首都機場唯壹的紅外測溫設備供應商。後來,高德紅外研發的智能型紅外自動搜索測溫系統,具有對大範圍人群的自動搜索與預警功能,當時我國大部分機場、碼頭、火車站等重點區域都配備了這壹系統,這為政府建立疫情檢測網絡起到了重要作用,成功狙擊了疫情。

當年,高德公司的產品在國內實現了95%的市場占有率,至今仍然主導著這個檢驗檢疫測溫的市場。

身為紅外領域龍頭的高德紅外,卻壹直受到紅外芯片的限制,沒有辦法大展身手,當時國內配額最多的高德紅外,平均每年也只有千余個左右。

而且公司紅外探測器全部依賴歐洲進口,壹臺紅外熱像設備,進口探測器要占整機成本70%。再加上剛才說的西方對軍民兩用器件出口審批極嚴,經常實施封鎖,導致我國紅外熱像產品壹直難以大規模應用。

而後來美國更是借口高德紅外使用法國紅外芯片制造的紅外熱成像設備銷售到某被美制裁國家,法國政府迫於美國壓力,立即對高德紅外實施了嚴厲的制裁和產品技術封鎖,直接導致高德紅外無芯可用。

從那時起,黃立深刻意識到“要想不被‘卡脖子’,核心技術必須掌握在國人自己手中”,中國只有掌握了紅外核心器件的研制技術,才能徹底打破西方封鎖,保障我國軍事國防安全。

2009年開始, 黃立率科研團隊開始自主研發探測器。

探測器涉及幾十個專業,專業跨度很大。從材料提純到封裝工藝,每個環節都要壹壹打通,研發過程十分艱辛。為此,早在研發初期,高德紅外就制定了長期規劃,用10年甚至更長時間搭建從以紅外焦平面探測器為基礎的核心器件到以紅外熱像為核心的綜合光電系統。

高德紅外由此走上了漫長自主研制國產紅外芯片、自主建設生產線的道路。

缺少專業人才,公司花大力氣引進高端人才,組建了壹支近200人的國內壹流的紅外探測器研發及生產團隊;沒有專業設備,公司千方百計借助多種途徑購買並自行改裝先進的芯片制造設備。

高德紅外結合前期進口的法國紅外探測器芯片資料,針對探測器封裝、混合信號集成 電路 、新型MEMS 傳感器 3大領域分別組建團隊,分解指標任務。

紅外芯片研發難度之高,超乎所有人想象,在最開始起步的原料上高德紅外就遭遇了困難。

氧化釩是制造紅外芯片最基本的原料,它的配比直接影響芯片性能,甚至溫度、氣壓等變量也會對其造成巨大困擾。高德紅外只能通過壹次次制造、壹次次試驗去摸索。兩年時間、1000多次試驗,才最終搞定。

花費了整整8年的時間,2017年,高德紅外突破了數百項技術難題和數千項工藝難關,終於搭建起三條國內領先、國際先進且完全“自主可控”的紅外探測器(兼具制冷與非制冷)批產線,壹舉打破了國外的封鎖與禁運,有效確保了我國紅外探測器的自主可控及軍事裝備安全。

高德紅外成為了集研發、設計、制造於壹體的紅外芯片企業,我國首條非制冷紅外焦平面探測器生產線在高德紅外投產,可年產上百萬支探測器,軍民兩用。另壹條更為先進的制冷紅外焦平面探測器生產線,可年產四五千支探測器,主要用於高端武器裝備。

經權威測試,高德紅外智能探測器的靈敏度,綜合參數比法國同類產品高出30%至50%,圖像均勻,探測距離和識別距離更遠。在夜間完全無光源的情況下,形同“超級貓眼”的探測器可清晰夜視幾十公裏,跟蹤空中飛機目標距離可達300至400公裏。

高德紅外2018年發布的1280*1024制冷探測器是第壹款12微米超小像元、超大規模面陣的探測器,這是國內首款研制成功的像元間距12μm的大面陣制冷探測器,能在探測器距離不變的情況下大幅減小光學及整機系統體積和成本,代表著中國“紅外芯”正式進入“百萬像素”時代。標誌著機載廣電吊艙、偵查搜索衛星、精確制導等夜視夜戰武器系統進入全高清時代。成功打破了歐美在紅外成像系統中高端核心芯片的技術壟斷、實現了進口替代。

目前,高德紅外通過對集成電路設計、芯片制造、原材料制備工藝等全方位技術的掌握,高德紅外建成完全自主可控的我國最先進、批產規模最大的非制冷型、制冷型碲鎘汞和制冷型Ⅱ類超晶格三條8英寸紅外探測器研制生產線,生產的紅外探測器產品達到國際先進水平,填補了國內該領域空白。

不僅使得我國夜視夜戰裝備和精確打擊武器系統不再受制於人,保障了國家安全,而且大批量、低成本的紅外芯片也正被廣泛應用於民用紅外市場,取得了顯著的經濟與 社會 效益。

此前由於紅外熱成像儀成本高昂,中低端轎車很難配備。如今高德紅外擁有了自主研發的紅外探測器技術, 汽車 紅外探測器價格有望從原來的幾萬元降至2000元。屆時,大部分車型都能用得起這壹技術,僅此壹項應用就有望催生百億元級市場。

目前。高德紅外是中國唯壹壹個全部掌握制冷與非制冷兩大類型、非晶矽和氧化釩兩種材料、碲鎘汞探測器與Ⅱ類超晶格探測器以及12微米以下的紅外公司。

當然,高德紅外在壹些芯片基礎領域仍然與美國有差距, 芯片基礎的電子級高純矽片、光刻機等還得依賴國外,也希望我們中國的高新技術企業可以再創佳績,在紅外芯片全方位超越美國。