寶雞傳感器研究所
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八十年代末有幸供職的壓力傳感器研究所是我國第一個(gè)國產(chǎn)化擴散硅壓力傳感器專(zhuān)業(yè)化研究所。成立于1970年，中國第一只國產(chǎn)化壓力傳感器誕生地。座落在秦嶺北麓的寶雞市，主要是出于保密需要。另外距離我國秦嶺腹地的某火箭發(fā)動(dòng)機基地較近，對外宣稱(chēng)某晶體管廠(chǎng)，也是當時(shí)的信箱單位。
研究所的建立主要服務(wù)于火箭發(fā)動(dòng)機技術(shù)的各項參數采集。當時(shí)我們國家有兩項重要科研任務(wù)。第一 衛星上天 第二 給原子彈安腿。這兩項技術(shù)都離不開(kāi)火箭發(fā)動(dòng)機的運載。所以國家的支持力度很大，要人給人，要錢(qián)給錢(qián)。
東方紅衛星發(fā)射參與了，且受到了國防科工委的通令嘉獎。注意是參與了，而不是安裝在衛星上上了天。誰(shuí)都知道上天不是好玩的，一旦有問(wèn)題派那個(gè)上去排除故障呢？至于用了那家的我們也不知道，也不敢打聽(tīng)。這種單位都很懂規矩。但肯定是國外的。通過(guò)一些愛(ài)國商人（雖說(shuō)是愛(ài)國商人，但能幫你已經(jīng)很不錯了，利潤可是不能少）通過(guò)秘密渠道花了不知高于市場(chǎng)價(jià)格多少倍的資金從國外秘密購來(lái)。有風(fēng)險的，山姆大叔霸道慣了，不好得罪。
我們當時(shí)生產(chǎn)用的光刻機是上海生產(chǎn)的。1972年自行研制成功，那時(shí)荷蘭光刻機巨頭ASML還沒(méi)誕生。
當時(shí)用于生產(chǎn)的國產(chǎn)型光刻機
自主生產(chǎn)研發(fā)的擴散硅壓力傳感器芯片ＣＹＧ０１ ，主要用于中量程 直徑約１０.５－１０.８mm
用于01芯片外封的01型傳感器殼體
自主生產(chǎn)研發(fā)的擴散硅壓力傳感器芯片ＣＹＧ１９，主要用于微小量程,直徑約20mm
用于19型傳感器芯片外封的19型差壓傳感器外殼
八十年代末的企業(yè)大門(mén)
說(shuō)到壓力傳感器就不得不提到一個(gè)叫斯密斯的英國人。就是他發(fā)現了擴散硅材料的壓阻效應，為了壓力傳感器的生產(chǎn)奠定了理論基礎。說(shuō)到擴散硅壓力傳感器不能不說(shuō)到惠斯登電橋，這個(gè)被簡(jiǎn)單的描述成幾個(gè)電阻的東西從事壓力傳感器行業(yè)的年青人都知道，但是沒(méi)有幾個(gè)人能夠真正一睹它的廬山真面目。
當時(shí)我國生產(chǎn)擴散硅壓力傳感器的企業(yè)很少，沈陽(yáng)的沈工所，西安的驪山微電子公司和我們寶雞104信箱（當時(shí)處于保密需要對外宣稱(chēng)的寶雞秦嶺晶體管廠(chǎng)，寶際上名稱(chēng)為寶雞傳感器研究所）為數很少的幾家。強大的市場(chǎng)需求保證了企業(yè)的巨大利潤和正常運轉。用于生產(chǎn)的去粒子水價(jià)格和牛奶差不多。但有強大的市場(chǎng)和價(jià)格作為**完全沒(méi)有問(wèn)題。這種狀況延續多年。
九十年代初，隨著(zhù)**的深入。各種信息都告訴我們，這種原始的生產(chǎn)方式必然會(huì )受到嚴峻的考驗。那時(shí)國外已經(jīng)大量的生產(chǎn)大直徑的晶圓產(chǎn)品了。相對于我們生產(chǎn)效率及工藝技術(shù)領(lǐng)先了不少。
這種用于生產(chǎn)壓力傳感器的晶圓每個(gè)芯片僅約1mm見(jiàn)方，每個(gè)晶圓可生產(chǎn)的芯片約百十片。顯然生產(chǎn)效率極高。能有效的降低成本。我們生產(chǎn)的芯片是一個(gè)一個(gè)的生產(chǎn)出來(lái)的。生產(chǎn)工藝相對落后很多，且有很多不確定因素難以控制，顯然在質(zhì)量保證上也無(wú)法與之抗衡。
然而要實(shí)現大片晶圓的生產(chǎn)第一個(gè)面臨的難題就是在哪里找高質(zhì)量光刻機？國產(chǎn)的光刻機顯然遠遠不能滿(mǎn)足要求。然而國外的高端光刻機有錢(qián)也不賣(mài)給你，國家也意識到了這個(gè)問(wèn)題，“八五”及“九五”計劃中也有這樣的項目，且撥發(fā)了足夠的專(zhuān)項資金。
通過(guò)多方努力，終于傳來(lái)了好消息 ，我國甘肅平?jīng)鍪械囊患?*單位在多方努力下終于訂購到了一臺較為先進(jìn)的光刻機。但遺憾的是由于不是公開(kāi)訂購，只能購回散件自行裝配。
即使是散件價(jià)格也達到六十多萬(wàn)元之巨。九十年代初的60萬(wàn)元，可想而知，再加上配套的除濕凈化及真空吸附等設備，付出高于百萬(wàn)元。
顯然訂購過(guò)程比較復雜，歷時(shí)半年之后，這臺光刻機才輾轉到了單位、，包裝的很好。
單位很是重視，這么貴重的設備不是每個(gè)人都讓上手的，專(zhuān)門(mén)培養兩名操作者，我和另外一名女員工被有幸選中。負責安裝的平?jīng)鍪袑趩挝灰埠苤匾?，生產(chǎn)裝配能手及總工還有西安電子科技大學(xué)（當時(shí)的西軍電）的幾位相關(guān)專(zhuān)業(yè)的教授也來(lái)到現場(chǎng)，和我們一起在專(zhuān)門(mén)的光刻間里摸爬滾打。
早已廢棄的光刻生產(chǎn)大樓
那時(shí)沒(méi)有電梯，全靠人力肩扛手抬的搞到了二樓的操作間。光刻機的趨形已現的時(shí)，我驚奇的發(fā)現上面的顯微鏡頭是平行的。上下可調，完全不受操作者的坐姿身高影響。和我們當時(shí)通用顯微鏡頭的方向完全不一樣，這樣平行的鏡頭如何能看到位于下端的光刻掩模板呢？后來(lái)才發(fā)現，原來(lái)是光纖連接的。我仔細的觀(guān)察了一下光纖，上面有日文字樣，應該是日本生產(chǎn)的。顯微鏡頭的清晰度顯然比國產(chǎn)的要高很多，且背光為綠色，比原來(lái)紅色的背光更能讓眼睛不易疲勞。
平?jīng)鰡挝坏耐疽挂岳^日的對照著(zhù)圖紙小心裝配，一絲都不馬虎。歷時(shí)一月左右終于安裝完成，就等我們驗收了。
這臺光刻機的制造單位至今我都沒(méi)有搞清楚，所有相關(guān)的信息都被有意的抹去了，屬于程序控制的半自動(dòng)設備。雙面光刻，上下鏡頭可切換。把晶圓片放在固定的平臺上由機械手真空吸附抓取，然后自動(dòng)放在光刻掩模板下。由操作工將圖形稍作調整再按自動(dòng)鍵進(jìn)入下一步流程。
但不久我們就發(fā)現了一個(gè)較為致命的問(wèn)題，機械手每次的放置位置差異太大。給近百個(gè)圖形的校對造成很大有麻煩，有時(shí)一天也較對不了一片。且校對好了一片，下一片放置的位置又和上次不一樣。這樣的效率顯然無(wú)法正常使用。
平?jīng)鰡挝坏耐疽辉俚牟檎覇?wèn)題，最后一致表示，還是裝配工藝的問(wèn)題，但具體問(wèn)題在什么地方，無(wú)法查清，有一點(diǎn)很明確，平?jīng)鰡挝辉趪鈱W(xué)習的人員反映原裝的設備在工作是機械手的工作是正常的。
裝配歷時(shí)一月有余，調整兩月未果，由此雙方單位也出現了嫌隙。無(wú)法正常使用，還大量的占用了人力和資源，驗收不合格無(wú)法付費，平?jīng)鰡挝坏乃懈冻鲆哺吨畺|流。各種辦法都想盡了，設備依然如此。
時(shí)間消退了起初的熱情，最后平?jīng)鰡挝怀坊厝咳藛T說(shuō)是回去再研究一下。直到半年之后又來(lái)了一位總工拍板宣布：裝配工藝無(wú)法滿(mǎn)足要求，問(wèn)題無(wú)法解決。
兩月之后，平?jīng)鰡挝粚⒃O備拆卸打包運回。至于如何處理不得而知。
約兩年之后，國外芯體大量涌入敞開(kāi)的國家大門(mén)，*早的瑞士KELLER，然后是精量，還有摩托羅拉等，都想從中國的市場(chǎng)中分得一杯羹.起初的價(jià)格約一千多元人民幣。隨著(zhù)國產(chǎn)芯體的出現價(jià)格逐漸回落，直到現在價(jià)格已相差無(wú)幾。從實(shí)際出發(fā)來(lái)說(shuō)，我們的傳感器芯體質(zhì)量還是較國外有很大差距。首先在芯片質(zhì)量上，再者就是工藝所造成的差距。
方便實(shí)用的壓力傳感器芯體
再后來(lái)受作不如買(mǎi)的思想影響，國家在此方面沒(méi)有任何立項和投入，這次光刻機的購買(mǎi)成為悲壯的收關(guān)之作。
隨著(zhù)市場(chǎng)的逐漸擴大，越來(lái)越多的企業(yè)加入到這個(gè)行業(yè)中去，然而不難發(fā)現高端市場(chǎng)已被EJA橫河 ROSEMOUNT Honeywell 等這些外資企業(yè)有條不紊刮分，游走于中低端市場(chǎng)的本土企業(yè)爭的頭破血流。
現國內生產(chǎn)傳感器芯體的企業(yè)，能代表核心技術(shù)的壓力硅片基本全部來(lái)自于國外。也有一些有實(shí)力的企業(yè)在這方面作出過(guò)努力，生產(chǎn)出壓力晶圓，但質(zhì)量上和國外的還是有一定的差距，多用于低端產(chǎn)品。我們在這方面還有很長(cháng)的路要走！
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