“成功了，芯片自主权掌握在我们自己手里了！”

6月中旬，西部（重庆）科学城西永微电园，北京理工大学重庆微电子研究院（以下简称“北理微电院”）院长、首席科学家谢会开拿着我国第一块全流程自主化生产的集成TSV电热微镜芯片激动不已。这款芯片是我国全流程自主化生产的最新成果。

微镜芯片是众多精密仪器的心脏，TSV（硅通孔）则是半导体先进封装关键技术。目前，TSV赋能的MEMS微镜芯片可广泛应用于生物医疗、AR/VR、航空航天、光通信等领域。

随着北理微电院完全实现集成TSV电热微镜芯片设计、晶圆级制造、封装、测试全流程的自主可控，重庆成为全国唯一一个集定向研制和批量生产高性能、高集成度电热微镜芯片为一体的城市。

这种自主可控的背后经历了怎样的故事？

自主可控是国产芯片的唯一要求

在北京北理工中关村校区，调试以微镜芯片为核心的微型近红外光谱仪到深夜，就在实验室外嚼馒头和泡面充饥；在重庆北理微电院微纳工艺线，常年戴着两三层厚的塑胶手套做微镜芯片流片，以致于手掌因长期被汗水浸泡发白……

北京和重庆之间有1400多公里的路程，芯片勾勒起两座城市最密切的行程图，谢会开为这块芯片下线付出了近30年时间。

“在芯片领域，我国一直依赖国外进口，‘断供’是国内很多企业长期面临的困境，实现芯片的自主可控迫在眉睫。我们的第一步，就是抓住芯片细分领域，实现单点突破、逐渐扩大。”说起芯片，谢会开的眼睛里有一种光芒在闪烁。

电热微镜芯片就是这样一款瞄准精密光学系统微型化、多功能集成化的芯片细分产品。重庆是我国第一块大规模集成电路芯片发源地，肩负起承接国家集成电路重大生产力布局的使命任务。

为此，北理微电院依托重庆在集成电路方面的产业基础，以及电科芯片、华润微电子、联合微电子中心等企业构建起的生态圈，开始了电热微镜芯片自主化量产的初步布局。

“此前，我们的芯片主要是停留在设计端，依托苏州无锡的微纳工艺线进行芯片的流片制造。”北理微电院副院长姜森林介绍，2023年底，北理微电院6吋MEMS微纳制造工艺线正式通线，迈出了全流程自主化生产的第一步。

目前，该产线已成功实现芯片从设计、制造、封测等全流程的自主可控。这块刚下线的电热微镜芯片，就是这条产线的最新成果。

“当第一块芯片从我们的产线成功下线的时候，意味着在这个领域我们已完全实现这种芯片的自主可控。”谢会开说。

构建安全可靠的芯片生态

“如果同类芯片产品是100分，我们可以打120分。”北理微电院MEMS芯片课题组博士汤跃表示。这份自信，源自于其对自主研发的电热微镜芯片驱动性能的底气。

“在医学内窥成像应用中，电热微镜芯片与其它驱动技术相比，在封装尺寸、准静态扫描视场和驱动电压方面拥有无可比拟的优势。”他进一步介绍，目前市面上常见的电磁微镜体积太大、静电微镜电压太高、压电微镜扫描视场太小，但他们开发的电热微镜可克服上述不足。

“在微型近红外光谱仪应用领域，对比可以垂直移动的静电微镜芯片而言，国外售价在每颗一万元左右。我们此次下线的电热微镜芯片性能更高，芯片成本也大幅降低，可以真正把芯片价格’打下来’”。北理微电院微型光谱仪课题组博士彭喆说。

然而，一款芯片不仅自身性能要过关、稳定可靠，还要具备较强的上下游生态。“如今，我们的芯片在驱动信号的响应时间已从最初的0.1秒降低至0.01秒，实现了量级上的跨越。”谢会开认为。

他表示，MEMS芯片技术与集成电路芯片的结合，将催生出具有更强性能、更低功耗、更快速度、更多功能集成的超级芯片。他们正与产业链上下游进行合作共建，目前芯片产品已广泛应用在生物医疗、航天航空等多个领域，真正实现“中国芯”赋能“中国造”。

造“芯”不易，坚持就对了

周期长、投入大、回报率低，是横亘在集成电路产业跨不过的坎。

“在工业检测场景下，如精密元件的微米级缺陷识别或高速生产线上的表面质量监测，我们的电热微镜芯片赋能的3D深度相机和光学相干成像系统（OCT），可以通过快速、精准的光束偏转实现高分辨率扫描，已经被应用于汽车制造、新能源电池、半导体封装以及航空航天等高精度需求行业。以航空维修基地为例，通过该仪器可以确定出仪器内部的划痕深度，更准确判断器件的可靠性和生命周期，赋能工业发展。”北理微电院智能微系统课题组博士刘泰隆说。

电热微镜芯片的面世，是重庆集成电路产业发展的一个生动缩影。意法半导体和国内光电企业三安光电深化合作，打造了全国首条8吋碳化硅衬底和晶圆制造线；华润稳步推进12吋线上量和扩产，8吋晶圆线转型升级，打造国内具有综合竞争力的第三代半导体工艺能力；电科芯片推动国产汽车芯片自主可控，持续发力如特种芯片、先进计算等……如今，在迭代升级的“六区一高地”建设目标下，一粒粒小芯片正站在时间的新赛道上，蓄势待发。

“造‘芯’是一个漫长的过程，但坚持就对了。中国芯，一定能行！”看着工艺线下线的一个个晶圆，谢会开坚定地表示。