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国产化压力传感器的艰难发展
[发布时间]:2020年6月10日 [来源]:传感器技术 [点击率]:1931
【导读】: 八十年代末,我有幸供职于压力传感器研究所,这是我国第一个国产化扩散硅压力传感器专业化研究所,成立于1970年,中国第一只国产化压力传感器诞生地。它座落在秦岭北麓的宝鸡市,主要是出于保密需要。另外距...

  八十年代末,我有幸供职于压力传感器研究所,这是我国第一个国产化扩散硅压力传感器专业化研究所,成立于1970年,中国第一只国产化压力传感器诞生地。它座落在秦岭北麓的宝鸡市,主要是出于保密需要。另外距离我国秦岭腹地的某火箭发动机基地较近,对外宣称某晶体管厂,也是当时的信箱单位。

  研究所的建立主要服务于火箭发动机技术的各项参数采集。当时我们国家有两项重要科研任务。第一 是卫星上天,第二是给原子弹安腿。这两项技术都离不开火箭发动机的运载,所以国家的支持力度很大,要人给人,要钱给钱。
  东方红卫星发射参与了,且受到了国防科工委的通令嘉奖。这里要注意的是参与了,而不是安装在卫星上上了天。谁都知道上天不是好玩的,一旦有问题派哪个上去排除故障呢?至于用了哪家的我们也不知道,也不敢打听,这种单位都很懂规矩,但肯定是国外的。通过一些爱国商人(虽说是爱国商人,但能帮你已经很不错了,利润可是不能少)从秘密渠道花了不知高于市场价格多少倍的资金,把国外秘密购回来。有风险的,山姆大叔霸道惯了,不好得罪。
  我们当时生产用的光刻机是上海生产的,1972年自行研制成功,那时荷兰光刻机巨头ASML还没诞生!
  说到压力传感器,就不得不提到一个叫斯密斯的英国人。就是他发现了扩散硅材料的压阻效应,为了压力传感器的生产奠定了理论基础。而说到扩散硅压力传感器,我们不得不说到惠斯登电桥,这个被简单的描述成几个电阻的东西,从事压力传感器行业的年轻人都知道,但是没有几个人能够真正一睹它的庐山真面目。
  当时我国生产扩散硅压力传感器的企业很少,沈阳的沈X所,西安的骊山XXX公司和我们宝鸡104信箱(当时处于保密需要对外宣称的宝鸡XX晶体管厂,实际上名称为宝鸡XX器研究所)是当时为数很少的几家。强大的市场需求保证了企业的巨大利润和正常运转。用于生产的去粒子水价格和牛奶差不多。但有强大的市场和价格作为保障完全没有问题,这种状况延续多年。
  九十年代初,随着改革开放的深入,各种信息都告诉我们,这种原始的生产方式必然会受到严峻的考验。那时国外已经大量的生产大直径的晶圆产品了,相比我们来说,生产效率及工艺技术领先了不少。

  晶圆
  这种用于生产压力传感器的晶圆每个芯片仅约1mm见方,每个晶圆可生产的芯片约百十片。显然生产效率极高,能有效的降低成本。我们生产的芯片是一个一个的生产出来的。生产工艺相对落后很多,且有很多不确定因素难以控制,显然在质量保证上也无法与之抗衡。
  然而要实现大片晶圆的生产,第一个面临的难题就是在哪里找高质量光刻机?国产的光刻机显然远远不能满足要求。然而国外的高端光刻机有钱也不卖给你,国家也意识到了这个问题。“八五”及“九五”计划中也有这样的项目,且拨发了足够的专项资金。

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