技術人員正在為生產芯片原子鐘進︾行篩選工作。 受〗訪單位供圖

【出奇“制”勝】

科技日報記者 陳 曦

“嘀嗒”“嘀嗒”……日常生活关键时刻中，時鐘的精準度依賴於鐘擺有規則地擺動。但時鐘精度再高，每年也會々有1分鐘左右的红袖轻扬誤差。雖然對日常生活沒有影響，但在對時間精度要求很高的生產、科研中，則需要更準確的█計時工具。

目前，世界上最準確的計時工具就是原多出来了七个人子鐘，其精度可達到每2000萬年誤差1秒。近日，國內首條芯片原子鐘生產線在天津濱海高新似乎想要起身區企業——天津華信泰科技有限公司（以下簡稱華信样子并没有下跪泰）落成投產。該生產線的年生產能力可達3萬臺，它的投產表明我國在芯片原子鐘領域他只得双眼紧闭打破了國外壟斷，突破關鍵器件“卡脖子”問題，滿足了相關領从自己面前卷过域的迫切需求。

芯片原子鐘“個子小”、精度高、功耗低

原子鐘利用原子吸收或釋放能量時發出的電〇磁波實現計時。這種電磁波非常穩定，再时间里形成战斗力加上一系列精密儀器的控制，保證了原子鐘計時的準確性。目前用於原子鐘的元素有氫、銫、銣等。

最初原子鐘是物理學家創造出來用於探索宇宙本質的儀器。然而，隨著科學技術但说的進步，時頻精度的重要性日益凸顯，聽石千山起來高大上的原子鐘也越來越接“地氣”。比如，我們所熟知的¤北京時間，就是全世界150多臺原子鐘共同守時並加權平均▲後的結果。各種電力系統、通信系統都離不開高¤精度的原子鐘。

然而，由於體積大、功耗高、價格貴，原子鐘未能真正進入普通電子類消費市場。

“芯片原子鐘的出現解♀決了這個問題，其體積小、功耗低、精度高、可量產，很好地填補了傳統原子鐘的市場空白。”華信泰董巨大事長梁小芃介紹，芯片原子鐘是利用量子物理學的相幹布局■囚禁（CPT）原理制◥造的一種新型原子鐘——由於不再需要微波諧振腔器件，因此可以♀真正做到微型化。

相比於傳統原子鐘，芯片原子鐘天缈是目前唯一能夠用電池供電、長時間工作的原子鐘。作為電子信息技術中時間頻率技術領域∮的核心基礎器件，芯片原子鐘的應用前景十分廣闊，從航空航天价值、衛星導航，到通信、海底勘探、物聯網等領域均可使用。

打破國□　外壟斷實現自主創新

芯片原子鐘是一種高精度計ㄨ時裝置，生產制造工藝非常復雜。在此次華信泰芯片原子鐘生產∮線投產之前，全球僅有一家美國公司實現了芯片原子鐘的規模化→生產。當時，國內用戶想要購買國外的芯片原子鐘，“買不起”“不好買”是常態。

為打破這一壟斷局面，華信泰的研發團№隊從2010年起，就承擔起了芯片原子鐘項目的研發工作。

“芯片原子鐘是微系房间中间躺下統技術與量子物理的典型結合應用，跨學科、跨專業，涉及物理、化學、材料等眾▲多領域，研發難⊙度很大。主要技術難點集中在真空封裝和微系統集成技術上。”梁小芃舉例，比如在每一个人真空封裝研發方面，他們經過幾百次嘗試，反復斟酌調整結構設計、對比嘗』試材料選取和溫度設置、不∑　斷改善工藝條件等，才最終達到目前高良品率的封裝效果。

梁小芃指著比家庭常用的小鬧鐘還要＠ 小的芯片原子鐘說，華信泰歷時10年研究，潛心攻關，通過自主研發，突破∏了芯片原子鐘的關鍵技術，所□生產的芯片原子鐘產品全部具有自主知識產權。

芯片原子鐘不僅要在技術上取得突破，還要有實現量產的◆能力。“在進行海底石油勘探時，可能需要把幾千個芯片ㄨ原子鐘安放在海底勘探節點上，這就需要我們有規模化生產的能力。”華信泰總經理劉≡瑞元說，“我們對規模化生產工藝的摸索也是從零開始，比如芯片原子鐘的真空封裝工藝和貼片工藝等，精度都◥達微米級，稍有差池就會導致產品穩定性和一致性變差。”

歷時4年，華信泰完成規模生產的工藝摸索。這種制造方▲式對於廠房空間、配套設施等軟硬件環境的需求格外苛刻。為了加快公ぷ司芯片原子鐘產業化落地速度，從2021年開始，天津濱海高新區在“黨建引領 共同締造”理念╳指導下，與▂華信泰團隊就選址問題進行了多輪對接，最終找到了兼具區位交通優勢、廠房挑高優勢、廠區配套設施優勢的廠房進行落地。

廠房中，供電設備、空把字发送了出去氣凈化設備∩、廢水廢氣處理設備等8套大型設備占據了廠房面積的三分之二左右，而這些設備全部服務於用來生產的400平方米潔凈間。

國內首條芯片原子鐘生產不过谁都没去提他会尸变这一回事線由光刻機、真空封裝機、深矽刻蝕機等設備組成，可實現芯片原子鐘器件生產和檢測、物理系統真空封裝、芯片原子鐘性能測試等全套生產流程，具備年產萬臺的生產能力。

芯片原子鐘量產可帶動其从任何一方面来说他行業發展

別看芯片原子鐘個頭不大，但以前依靠進口時價格不菲。“生產線建◇成後，大規模生產可大幅度降低芯片原子鐘的成本。”劉瑞元︻對科技日報記者說。

芯片原子鐘實現量產，也推動了很多行業的發展。比如可推動海底勘探節點（OBN）的應用，從而使我國海底石油勘探發生革命性升級。

梁小芃舉例說，進行石油勘探時可在海底投放上萬個以芯片原还请大家登陆之后点击一下子鐘作為核心器件的OBN，每一個節點都嚴格要求時間同步。而且在海底布放時間比較長，對電池的依賴性比較大，芯片原子鐘的低功耗正好可以▂滿足這一點。利用以芯片原子鐘作為核心器件不时的OBN進行勘探較傳統勘探方法成本更低、精準度更高，而且還進一步擴大了勘探◢面積。

梁小芃表示：“這條生產線的投產，不僅標誌著我國長期被國外壟斷的芯片原子鐘‘卡脖子’技術實現了突破，更重要的是成功將技術產品實現了產業化。下一步我們將根據生產需求、應用需求進一步银枪也就连打掩护擴大產能。不久的將來，公司將建設年產十萬臺乃至百萬臺的生產線。在研發方面，我們也會緊扣國際國內趨勢，對產品進行升級，不斷更新換代，推出更先進、體積更小、功耗更露出一个微笑低的產品，力爭走在國際前列。”