奋进在攻克“卡脖子”创新路上——记肇庆学院电子与电气工程学院专职教师许志勇

◎ 文/皋 山

他是电子科技领域的教学者、研究者。2010年至2016年，他在电子科技大学—电子薄膜与集成器件国家重点实验室攻读博士学位，协助指导多名硕士研究生。

他主要从事电子信息功能陶瓷材料及元器件的研究，2009年至2017年，他在肇庆市科学技术局产学研结合科从事科技项目管理和产学研合作相关工作，成功负责申报肇庆市为“中国产学研合作创新示范市”。目前，他的研究成果共获得已授权国家发明专利8件、实用新型专利11件，全部实现许可实施。他还获得“肇庆市重点项目建设和重点工作先进个人奖”“肇庆市第一批西江紧缺人才”等荣誉。

他叫许志勇，是肇庆学院电子与电气工程学院专职教师，担任广东省NTC热敏芯片工程技术研究中心主任、电子科学与技术专业负责人、肇庆学院高端电子信息产业公共服务平台负责人。

立志自主创新，实现“芯”片国产化

许志勇自从选择了科研，便将“创新”默默地刻在了自己的科研攻关之路上，以实际行动激励自己不断前行、斩关夺隘。他与广东爱晟电子科技有限公司合作研制出的高精度、高可靠性复合电极热敏芯片，足以说明他对创新的执著和赤热。高精度、高可靠性NTC热敏芯片是各类红外传感器、光器件模块的核心器件，广泛应用于5G通讯、空间雷达、新能源汽车、平板显示、医疗器械等领域。以前，这种芯片技术一直被国外公司所垄断；国内高端光器件模块、高端医疗器械用这种芯片基本都是依赖进口，存在着被人“卡脖子”问题。

为彻底甩掉被人“卡脖子”的现状，许志勇作为肇庆学院派驻广东爱晟电子科技有限公司的省部产学研科技特派员，自告奋勇地带领公司的技术研发团队进行科研攻关。针对高精度、高可靠性复合电极NTC热敏芯片材料配方体系、材料制备工艺，以及复合金属电极镀层制备工艺开展研究，通过在传统NTC配方体系Mn-Fe-Cu-Co-Ni复合相中创新性引入稀土离子元素，同时采用MEMS工艺技术溅射多层复合金属电极，结合优化产品结构设计、工业化生产工艺等关键技术，有效解决了NTC热敏芯片材料导电机制分析、NTC热敏芯片材料老化机制分析、NTC热敏芯片材料镀层附着性分析等关键问题。高温高可靠性复合电极NTC热敏芯片主要研究特色和创新点包含基于多元复合配方体系，实现高温高可靠性；依托机理分析，实现精准化调控路线；结合国家高端新型产业战略需求，实现绿色工业化制备。

2020年12月11日，肇庆市中小企业服务中心组织专家鉴定认为，项目具有高精度、高可靠、绿色节能等技术优点。相关技术获得授权国家发明专利6件，申请国家发明专利6件，具有较强的创新性，项目技术及开发的高精度、高可靠性复合电极热敏芯片性能指标达到国内领先水平。

这一成果的研发成功，填补了国内300℃以上NTC热敏芯片技术空白，实现了该领域技术的国产化替代，已通过应用单位广东爱晟电子科技有限公司和肇庆爱晟传感器技术有限公司实现成果转化。他们研制的复合电极热敏芯片、高稳定快速NTC负温度系数温度传感器、微型高可靠温度传感器等产品获认定为“广东省高新技术产品”。该项目经广东省科学技术情报研究所查新，产品技术方案属国内首创；经工业和信息化部电子第五研究所中国赛宝实验室检测，产品技术性能指标在R25、B值、耗散系数、高温负荷、耐湿负荷、抗低温可靠性试验变化率等方面均达到国外同类产品先进水平。

许志勇说：“项目产品作为各类红外传感器、光器件模块的核心器件，批量供应杭州士兰微电子股份有限公司、上海烨映电子技术有限公司、中国电子科技集团重庆声光电有限公司及国内外红外测温仪和呼吸机等医疗器械制造企业，截至目前已累计实现产值超3亿元。”

2017年以来，具有强烈创新意识的许志勇，带领派驻企业研发团队积极开展相关项目、产品研制，现已开发产品10多个，获得广东省高新技术产品14个，经济效益和社会效益十分可观。由此，他还助力企业荣获“国家知识产权示范企业”“国家知识产权优势企业”和“国家高新技术企业”等荣誉。

可以说，这些荣誉是企业的成功，也是许志勇的成功。事实证明，科研没有捷径可走，只有潜心创新，才能研发出高水平科研成果，回报企业、回报社会，为国家科技发展作出应有的贡献。

着眼医疗设备急需,研制抗击新冠“芯片”

2020年春节，在中华民族历史上是最刻骨铭心的一个春节。新冠病毒突然来袭，让沉浸在万家团圆节日喜庆中的人们，频频“中招”，防不胜防，严重破坏了节日祥和安宁的气氛，也严重侵害着人们的身心健康，并对我国和全世界的经济都造成了巨大冲击。

面对这场突如其来的疫情，一时间口罩、防护服、红外体温检测设备、检测试剂等重点医疗物资的生产保障成为重中之重。作为抗击新冠肺炎疫情重要物资之一的红外体温检测设备更是供不应求，一方面由于红外体温检测设备生产的准入门槛高，另一方面则因为红外体温检测设备中以红外热电堆和NTC（负温度系数）热敏芯片为代表的关键零部件技术难度高且产能瓶颈压力大，导致红外体温检测设备难以在短时间内满足防控疫情发展的需求。

针对当前疫情防控急需的红外体温检测设备和医疗器械产业发展的迫切需求，许志勇带领技术研发团队，开展研制“红外体温检测设备用高可靠性NTC热敏芯片”。他介绍说，红外体温监测设备的核心测温元件是热电堆，作为一种红外温度传感器，热电堆可直接感应红外热辐射，把热量转化为电信号，不需要直接接触被测物体就可以快速测得物体表面温度，封装在热电堆里的NTC热敏芯片是用于测量热电堆的环境温度，并用它作为温度基准的。因此，NTC热敏芯片的阻值与B值的精度和可靠性，对红外测温设备偏离25℃环境温度时的测温精度就显得非常重要。因此，他根据红外体温检测设备用高精度、高可靠性NTC热敏芯片的技术原理，通过优化NTC半导体材料配方和粉体制备工艺，以及NTC芯片半导体工艺制程、检测与验证手段，精确调节电阻值，研制出具有高精度、高可靠性的NTC热敏芯片，实现了自己既定的研究目标。

他研制出的红外体温检测设备用高可靠性NTC热敏芯片，掌握了该领域的核心技术，对改变我国在该领域关键技术相对落后、产品可靠性不高的劣势、提升我国的NTC热敏芯片技术水平和产业竞争力，具有一定的战略意义。该产品满足了我国疫情防控和医疗器械产业发展的迫切需求。

他高兴地介绍道：新冠肺炎疫情期间，合作实施产业化的广东爱晟电子科技有限公司被国务院应对新型冠状病毒肺炎疫情联防联控机制（医疗物资保障组）和工信部纳入“国家疫情防控应急物资生产供应企业”和“全国重点医疗物资生产重点企业”，为抗击疫情做出了突出贡献。项目产品产业化以来，已累计实现产值超1.2亿元，具有良好的经济效益和社会效益。

他研制的呼吸机用高可靠防水防潮NTC温度传感器，所用材料符合ROHS标准，产品通过SGS检测后被允许投放市场销售，属于绿色环保产品，不仅保护环境、还保障经济社会的持续发展。新冠肺炎疫情发生后，呼吸机的需求暴增，已累计实现产值超8000多万元，具有良好的经济和社会效益。

许志勇在产学研上不负众望，研发出了具有重大价值的科研成果，而每一次创新都解决了行业领域里的关键技术问题，给企业、给社会带来良好效益。未来，相信他的创新之路会越走越宽，不负社会，更不负时代。