■創(chuàng)新行動(dòng)派

　　□ 高 曉本報(bào)記者 王 春

　　當(dāng)今，要購(gòu)買一臺(tái)滿足日常影像記錄所需的手機(jī)，花費(fèi)不足千元即可輕松實(shí)現(xiàn)。

　　手機(jī)拍照的關(guān)鍵是CMOS圖像傳感器芯片，它是攝像頭實(shí)現(xiàn)光信號(hào)向電信號(hào)轉(zhuǎn)變的核心部件。格科微電子（上海）有限公司工藝研發(fā)部總監(jiān)李杰，正是一位促成這一改變的“幕后神人”！

　　作為格科微首位正式員工。11年堅(jiān)守，他見證了格科微如何創(chuàng)造出“業(yè)界神話”——這個(gè)位于上海張江的高科技企業(yè)白手起家，面對(duì)索尼、東芝、三星等國(guó)際大公司在CMOS圖像傳感器領(lǐng)域的夾擊，不僅生存了下來(lái)，還成長(zhǎng)為我國(guó)CMOS芯片產(chǎn)業(yè)的龍頭企業(yè)，更帶動(dòng)了我國(guó)整個(gè)CMOS圖像傳感器芯片產(chǎn)業(yè)鏈的從弱到強(qiáng)！

　　“人貴在專注，10多年對(duì)像素和工藝的專注造就了我。”在近日舉行的第三屆“張江優(yōu)秀人才”復(fù)評(píng)答辯現(xiàn)場(chǎng)，37歲的李杰如是描述自己的科研軌跡。

　　?！靶尽敝轮荆鲆活w從無(wú)到有的國(guó)產(chǎn)“芯”

　　11年前，中國(guó)國(guó)內(nèi)還沒有CMOS圖像傳感器(CIS)的工藝生產(chǎn)線，也沒有量產(chǎn)的CIS產(chǎn)品，直到無(wú)晶圓圖像傳感器設(shè)計(jì)公司——格科微成立并幫助中芯國(guó)際建立了國(guó)內(nèi)首條CIS生產(chǎn)線，中國(guó)才宣告有了自己的CIS。

　　2003年，李杰從清華大學(xué)材料系研究生畢業(yè)。同年9月，在國(guó)外歷練多年，深諳半導(dǎo)體工藝和CMOS芯片設(shè)計(jì)的趙立新在上海成立了格科微電子（上海）有限公司，千里馬與伯樂(lè)就此相遇。在中芯國(guó)際搬遷后的臨時(shí)鋁合金板房里，他們開始了艱苦的創(chuàng)業(yè)。

　　一切從零開始。當(dāng)格科微開始做30萬(wàn)像素時(shí)，國(guó)際上已在做200、500萬(wàn)像素。隔行如隔山，從材料專業(yè)跨行到芯片行業(yè)。李杰白天請(qǐng)教專家、工程師，晚上刻苦鉆研書本，一天得有16小時(shí)都工作在公司。

　　2005年3月，格科微第一款也是中國(guó)第一款具有商業(yè)價(jià)值的CIS產(chǎn)品投片成功，“三晶體管”工藝終于被攻關(guān)出來(lái)。這一制作工藝在當(dāng)時(shí)國(guó)外已普遍應(yīng)用于芯片生產(chǎn)，但在我國(guó)，還停留在實(shí)驗(yàn)室階段，格科微和中芯國(guó)際對(duì)其創(chuàng)造性的工藝改造，讓芯片實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化量產(chǎn)，這也是我國(guó)首次有了自己的量產(chǎn)圖像傳感器芯片，在此過(guò)程中，李杰嶄露頭角，顯示出了工藝研發(fā)方面的潛質(zhì)。恰在當(dāng)時(shí)，我國(guó)攝像頭市場(chǎng)剛剛興起，訂單紛至沓來(lái)，公司僅在當(dāng)年就賣出了1600萬(wàn)顆芯片，銷售額達(dá)到500萬(wàn)美元，并實(shí)現(xiàn)盈利，穩(wěn)穩(wěn)地占領(lǐng)了中國(guó)30萬(wàn)像素的市場(chǎng)。

　　隨著時(shí)間推移，“三晶體管”工藝的固有缺陷逐漸暴露出來(lái)，尤其在暗光環(huán)境下和高溫條件下圖像質(zhì)量會(huì)變差，無(wú)法滿足日益壯大的手機(jī)市場(chǎng)需求。當(dāng)時(shí)，國(guó)際上的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手都已經(jīng)推出了效果更好的“四晶體管”工藝，格科微遇到了前所未有的競(jìng)爭(zhēng)壓力。如果不能盡快推出自己的“四晶體管”工藝產(chǎn)品，公司就會(huì)面臨倒閉的風(fēng)險(xiǎn)。

　　作為公司唯一一位工藝研發(fā)人員，李杰臨危受命，迅速建立起來(lái)工藝和器件的仿真平臺(tái)，投入到緊張艱苦的研發(fā)工作中。經(jīng)過(guò)一年多沒日沒夜的“鏖戰(zhàn)”，2006年10月，“四晶體管”工藝的像素技術(shù)研發(fā)成功?！八木w管”的像素技術(shù)圖像品質(zhì)得到大幅提升，攝像頭的感光靈敏度提高50%以上，圖像噪聲下降了80%以上，暗電流減少了90%以上。這一新技術(shù)的研發(fā)成功，對(duì)我國(guó)此類芯片知識(shí)產(chǎn)權(quán)的獲得具有重要意義。在此工藝基礎(chǔ)上，格科微分別推出了名稱為GC0307、GC0309、GC0308這三款芯片，這些與國(guó)際同類產(chǎn)品相比，質(zhì)量高，價(jià)位低，迅速被市場(chǎng)接受，屢次獲得“中國(guó)芯”最佳市場(chǎng)表現(xiàn)獎(jiǎng)，而應(yīng)用“四晶體管”技術(shù)的產(chǎn)品為公司累計(jì)創(chuàng)造銷售收入10億美元。

　　創(chuàng)新求“芯”的過(guò)程可謂艱苦卓絕。最開始在做200萬(wàn)像素產(chǎn)品時(shí)，第一片晶圓上超過(guò)2000顆芯片中，只有一顆可以正常工作，良率不到0.05%。而現(xiàn)在格科微的芯片良率可以做到95%到99%，保持在業(yè)內(nèi)最高水平。由于打破了國(guó)外技術(shù)的壁壘，格科微得以在像素方面保證了我國(guó)中低端市場(chǎng)國(guó)產(chǎn)機(jī)的高性能，低價(jià)格。

　　創(chuàng)新求“芯”，筑一座行業(yè)拓荒者的豐碑

　　11年來(lái)，李杰負(fù)責(zé)了格科微所有CIS產(chǎn)品的像素開發(fā)、工藝研發(fā)，其中量產(chǎn)超過(guò)40款。隨著像素要求的不斷提高，感光單元像素尺寸也從最初的6.25微米縮小到現(xiàn)在的1.4微米甚至更小的1.12微米。這些細(xì)微變動(dòng)，對(duì)于李杰而言，卻意味著芯片技術(shù)工藝的極大創(chuàng)新。

　　2009年，李杰實(shí)現(xiàn)了從工藝工程師到工藝研發(fā)部經(jīng)理的轉(zhuǎn)變，他帶領(lǐng)著一支大部分由80后青年工程師組成的研發(fā)隊(duì)伍開發(fā)出了自有專利技術(shù)的N-sub工藝，創(chuàng)造營(yíng)收超3億美元。隨著工藝進(jìn)步，單顆芯片的核心尺寸一再縮小，2003年，芯片的光學(xué)尺寸可以做到1/3英寸，現(xiàn)在則可以做到1/13英寸。以一塊8英寸的晶圓為例，國(guó)外大公司可以做800—900顆200萬(wàn)像素的芯片，格科微卻可以做到1500顆。如果是30萬(wàn)像素，甚至可以做到5400顆，遙遙領(lǐng)先。

　　2014年，格科微產(chǎn)品的出貨量又創(chuàng)新高，已經(jīng)成為手機(jī)市場(chǎng)200萬(wàn)像素以下圖像傳感器的主流供應(yīng)商，格科微的用戶也不再是“雜牌機(jī)”“山寨機(jī)”，而是國(guó)內(nèi)諸多一線品牌，甚至還有國(guó)際知名的大廠。從白手起家發(fā)展到中國(guó)地區(qū)銷量第一，全球銷量第二，2014年格科微平均每月出貨量達(dá)到8千萬(wàn)顆傳感器芯片。

　　“要有全局化的眼光！”芯片設(shè)計(jì)是龍頭，像素設(shè)計(jì)是龍的眼睛，眼睛往哪里看，龍頭就往哪里轉(zhuǎn)，作為龍身和龍尾的彩色濾鏡和封裝就會(huì)往哪里擺。李杰十分注重和產(chǎn)業(yè)鏈上的廠商合作，經(jīng)常在企業(yè)間探討技術(shù)的發(fā)展方向。格科微的產(chǎn)品開發(fā)，也在無(wú)形中影響著國(guó)內(nèi)CIS產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

　　在格科微的幫助下，中芯國(guó)際的CIS工藝線建立起來(lái)，涉及到CIS的特殊工藝都是由格科微的工藝研發(fā)部提供。新技術(shù)幫助中芯國(guó)際創(chuàng)造了8英寸產(chǎn)線上鋁后端金屬連線達(dá)到0.14微米的最小尺寸歷史。在格科微產(chǎn)品的驅(qū)動(dòng)下，國(guó)內(nèi)首條彩色濾鏡的生產(chǎn)線也在TSES公司建立起來(lái)。在格科微工藝研發(fā)部的支持下，逐漸擁有了自主設(shè)計(jì)生產(chǎn)彩色濾鏡的能力，擺脫了對(duì)日本凸版母公司的依賴。

　　十多年的勤奮鉆研，創(chuàng)新不怠，李杰創(chuàng)造了傳奇。在格科微公司的碩大專利墻上，李杰的個(gè)人專利就占了三分之一，并且大部分都是含金量極高的發(fā)明專利，不僅包括像素方面的專利，還涵蓋了晶圓制造、封裝工藝和設(shè)備裝置等方面，筑起了一座我國(guó)圖像傳感器芯片行業(yè)拓荒者的豐碑。

　　“我們已經(jīng)占據(jù)了中低端市場(chǎng)很高的份額，但仍在努力開發(fā)一些獨(dú)創(chuàng)的工藝技術(shù)，爭(zhēng)取占領(lǐng)高端市場(chǎng)！”以前，國(guó)內(nèi)沒有12英寸的CIS產(chǎn)品，也就沒有12英寸的CIS芯片制造、彩色濾鏡以及CSP封裝，甚至世界上也沒有12英寸的CSP封裝?，F(xiàn)在，格科微和產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)已開發(fā)出12英寸的相關(guān)產(chǎn)品和工藝，這個(gè)有“芯”人的夢(mèng)想正在一步步變成現(xiàn)實(shí)！