編者按
種花家，即“中華家”的諧音。春和景明，萬(wàn)物生發(fā)，一年一度的“春天的盛會(huì)”如約而至；此時(shí)此刻，種花家的8500萬(wàn)江蘇兒女正沿著中國(guó)式現(xiàn)代化的康莊大道闊步前行。新華日?qǐng)?bào)·交匯點(diǎn)新聞策劃推出《種花家的“江江”和“蘇蘇”們》系列報(bào)道，將視角對(duì)準(zhǔn)不同年齡段、不同領(lǐng)域內(nèi)的優(yōu)秀江蘇兒女，這些“江江”“蘇蘇”們初心如炬、銳意進(jìn)取，他們的奮斗之路與追夢(mèng)之旅，也必將激勵(lì)著更多“江江”“蘇蘇”向著新目標(biāo)，奮楫再出發(fā)！
為星地通信牽線搭橋，傾聽(tīng)衛(wèi)星與地球之間的“呢喃低語(yǔ)”，張君直就是這樣一位星地通信“引路人”。在中國(guó)電科第五十五研究所（以下簡(jiǎn)稱55所），新華日?qǐng)?bào)·交匯點(diǎn)記者看到，從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)車間，研究人員忙得熱火朝天，一臺(tái)臺(tái)儀器在技術(shù)人員的操作中成為賦能蒼穹的利器。作為55所的一名高級(jí)工程師，他身負(fù)射頻微系統(tǒng)領(lǐng)域技術(shù)帶頭人重任，曾負(fù)責(zé)海洋二號(hào)等衛(wèi)星頻綜分機(jī)的研制交付工作。
為科學(xué)信仰沖鋒陷陣
張君直拿起一枚氮化鎵功放芯片告訴記者，這枚僅6平方毫米的芯片，卻是載荷系統(tǒng)發(fā)射電路的關(guān)鍵核心元器件。作為宇宙信號(hào)的“傳聲筒”，這些芯片主要用于發(fā)射星載的數(shù)據(jù)，同時(shí)接收地面發(fā)射的信號(hào)，為星地通訊搭起“高速路”，從而完成星地之間的通信。目前，該芯片已批量應(yīng)用于問(wèn)天、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙等航天重器。
飛向太空的星載芯片，在過(guò)去的數(shù)十年間，實(shí)現(xiàn)了“脫胎換骨”。張君直和團(tuán)隊(duì)為了讓星地通信更安全通暢，攻克了一個(gè)個(gè)技術(shù)高地。體積、成本、功耗……他們?yōu)榭茖W(xué)信仰沖鋒陷陣，擊倒一只只“攔路虎”。
把不可能變成可能
早在2010年時(shí)，他就參與研制了某海洋衛(wèi)星的載荷芯片品種。但傳統(tǒng)組件的設(shè)計(jì)方式尺寸達(dá)到一個(gè)計(jì)算機(jī)主機(jī)大小，給衛(wèi)星載荷平臺(tái)帶來(lái)了沉重負(fù)擔(dān)。如果在減少系統(tǒng)尺寸的同時(shí)，還降低功耗，這可能嗎？張君直和團(tuán)隊(duì)硬是把不可能變成了可能。
“現(xiàn)代裝備的要求就像智能手機(jī)，不但要求具備很多復(fù)雜功能，還要輕薄、價(jià)格較低！”張君直和團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用射頻微系統(tǒng)技術(shù)，用晶圓級(jí)的制造平臺(tái)批量研制芯片。他解釋，射頻微系統(tǒng)技術(shù)采用微納集成工藝，可大幅減少傳統(tǒng)射頻系統(tǒng)的尺寸、重量、功耗和成本。針對(duì)當(dāng)前星載應(yīng)用，采用射頻微系統(tǒng)技術(shù)研制的射頻模組在體積重量方面可以有數(shù)量級(jí)的減少，體積較之前縮小到十分之一，在批產(chǎn)成本方面也有大幅降低。
當(dāng)前，星載平臺(tái)對(duì)載荷體積和功耗成本具有嚴(yán)苛要求。張君直和團(tuán)隊(duì)借助硅基異構(gòu)集成技術(shù)具備的顯著體積重量和批產(chǎn)制造優(yōu)勢(shì)，充分發(fā)揮硅基封裝高導(dǎo)熱的優(yōu)勢(shì)，讓零件體積重量減少60%以上。目前，團(tuán)隊(duì)研制的多款微型模組已經(jīng)開(kāi)始配套多個(gè)星載項(xiàng)目。
“以往的器件就類似蓋平房，而現(xiàn)在可以蓋高層樓房，占地面積不變，但功能集成變得更為強(qiáng)大，這就是芯片堆疊?！泵鎸?duì)芯片堆疊、圓片堆疊、晶圓級(jí)三維測(cè)試等難題，所內(nèi)核心芯片團(tuán)隊(duì)和模組研制團(tuán)隊(duì)以及硅基異構(gòu)集成團(tuán)隊(duì)展開(kāi)針對(duì)新一代機(jī)載超寬帶收發(fā)微模組的深度攻關(guān)，并在極短時(shí)間內(nèi)攻克難題，目前已經(jīng)配套整機(jī)進(jìn)行小批量驗(yàn)證。
在星地之間架起通信橋梁
愈挫愈勇，遇強(qiáng)則強(qiáng)，張君直和團(tuán)隊(duì)發(fā)起一輪又一輪科技沖鋒?；厥?022年，從問(wèn)天、夢(mèng)天到天舟、神舟，從夸父探日到高分、遙感，中國(guó)空間站建造、系列衛(wèi)星發(fā)射都有55所用“芯”護(hù)航。55所依托在第一、二、三代半導(dǎo)體領(lǐng)域形成的自主完整的技術(shù)體系和產(chǎn)品鏈，發(fā)揮核心芯片技術(shù)優(yōu)勢(shì)，參與保障了神舟系列飛船、天舟貨運(yùn)飛船、天宮空間站等在內(nèi)的各大載人航天工程項(xiàng)目，筑牢“大國(guó)重器”基石。
面向未來(lái)，張君直信心十足，他將繼續(xù)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)搶抓第三代半導(dǎo)體發(fā)展機(jī)遇，把第三代的功率器件高可靠、高密度地集成到收發(fā)模組中，在星地之間架起一座座通信橋梁。
“航天強(qiáng)國(guó)，筑夢(mèng)有我。作為航天科技工作者，我將繼續(xù)開(kāi)展核心芯片領(lǐng)域前沿技術(shù)攻關(guān)，服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略。”張君直說(shuō)。
策劃 潘青松 杜雪艷
采寫 程曉琳 張宣
視頻 張琦
包裝 陶蓉 王子杰 朱丹清
