编者按
在数字浪潮奔涌的今天,集成电路产业已成为驱动未来的“科技心脏”。从手机芯片到人工智能,从新能源汽车到航天探索,每一项技术突破的背后,都凝聚着集成电路领域科技人才的智慧与汗水。他们以纳米为尺、以创新为刃,在方寸之间雕琢未来,在无声处铸就国之重器。为更好地宣传科技人才,营造好的创新创业氛围环境,市科技局推出“集成电路领域科技人才宣传专题——泉城‘芯’力量”,旨在展现这群“追光者”的坚守与突破:记录实验室里的日夜攻坚,解码生产线上的精益求精,传递人才与产业共生的“芯”故事。
章雅平
章雅平,山东产业技术研究院未来技术实验室主任,山东中芯光电科技有限公司(以下简称:中芯光电)董事长兼总经理,山东大学兼职教授,山东省泰山产业领军人才,济南市泉城“5150”特聘专家。
中芯光电是一家专注研发与生产高端半导体激光芯片、器件及其子系统的高新技术企业,目前在各类可调激光芯片等高端激光芯片研发与生产方面已经突破一系列“卡脖子”技术,成为国内唯一、国际第三家光传感用可调激光芯片量产企业,为我国自主可控的光通信和光传感应用市场发展奠定了坚实基础,在诸多应用领域避免了国外禁运与断供威胁。作为中芯光电创始人,章雅平怀揣强国梦想,带领国内外团队,实现了一系列高端激光芯片的研发与量产突破,把国内高端激光芯片的研发与生产能力提升到国际一流水平。
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一、追梦路,弥坚弥深路漫漫
章雅平出生于高级知识分子家庭,1979年考入山东大学光学系,开启了科技兴国梦想之旅。她硕士师从中国激光武器开拓者——国防科技大学赵伊君院士,硕士毕业后在国防科技信息中心负责为国家863-410高能激光和高能微波技术研发提供技术支持。1996年,在霍英东中英友好奖学金项目支持下,公派赴英国曼彻斯特大学工商管理学院访问进修,通过案例分析模式学习国外先进的科技与工程项目管理经验。随后,在英国诺丁汉大学博士全额奖学金支持下,章雅平主攻当时全球热门的纳米与半导体激光器技术。博士期间,她夜以继日,珍惜难得的知识学习、实验室科研、国际会议交流等机会,全方位主动接触多学科科技人员、教授和博士生,在先进的半导体激光器模拟设计和实验室级激光芯片制作方面取得长足进展。2001年,章雅平进入当时国际著名的光通信巨头英国马可尼公司的光器件子公司(Marconi Optical Components)即目前美国奥克兰诺(Oclaro)的前身工作,从事公司的各种高端激光芯片的研发与生产。工作期间,章雅平创新式地引入有源区与无源区之间的正确设计夹角,彻底解决了长期困扰公司的由于内腔反射引起的波长调谐图混乱无序难题,另外,又通过引入晶体生长层的创新式设计,极大地提高了可调激光芯片的输出功率,从而首次实现了可调激光器真正意义上的最佳功能性运作,确保了高功率全波可调激光器的商业化量产和全球远程光通信应用。后来,章雅平又陆续为数家国际一流光器件与子系统集成公司研发与制作了多种先进的光芯片与集成子系统,并为欧洲航天局设计和生产了星载二氧化碳探测器芯片。
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二、打造高端“中国芯”
章雅平深知国内外在激光芯片领域存在巨大差距,至今光通信领域高端激光芯片的国产自给率不足5%,光传感领域的可调激光器基本上完全依赖进口。2011年,章雅平回国,就职于宁波诺丁汉大学。期间,她积极与中国船舶集团、中国电子科技集团下属相关研究所等单位合作,期望能在激光芯片领域为改变国内落后局面做出贡献。2014年,章雅平入选杭州市和浙江省人才工程,并在中国船舶集团第715研究所和一家初创公司的支持下获得西湖区325项目A类资助经费500万元,用于“经济型可调激光器芯片商业开发项目”研发。在章雅平的亲自设计与主导下,该项目在2016年取得重大进展,填补了中国高端激光芯片的商业研发空白,实现了中国高端激光芯片的零突破。这个重要成果在全国范围内瞬间得到了广泛报道和宣传,被评为“2016年国内光学领域十大产业技术”。此后,在济南市政府的诚挚邀请和投资下,可调激光器产业化项目于2017年6月落户济南高新区,成立中芯光电。
中芯光电聚集了一批年轻的、充满理想的、愿为国内光芯片事业献身的有志之士,目前以章雅平为核心的中芯光电已经在光通信和光传感领域耕耘8年,为中国联通、海康威视、容知日新等上市公司和众多光传感公司定制适用于5G通信、国防保密通信和众多光传感应用的一系列可调激光芯片、器件、模块和子系统,解决了众多“卡脖子”技术难题,打破了国外的长期垄断,保证了国家的信息安全。
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三、中芯光电的重要进展
在光通信方面,2025年,章雅平主持研发成功拥有自主知识产权的符合5G和F5G应用需求的工业级高速可调激光器芯片(射频数据加载速率10Gbps/25Gbps)和光模块,并通过了中国联通的测试验证,为中国联通ITU‐T G.698.4标准提供了核心支持。
在光传感方面,我国光纤传感应用市场空间广阔,但是核心的40nm可调激光芯片完全依赖于美国Finisar和Oclaro公司,成为制约我国光纤传感市场发展的“卡脖子”难题。中芯光电在章雅平主持研发下,于2022-2024年间成功设计并量产了工业级、拥有自主知识产权的一系列可调激光芯片,包括9-10纳米窄波、40nm全C波段和80nm C+L波段可调激光芯片,其中40nm全C波段可调激光芯片实现国产替代,为国内唯一,80nm C+L波段可调激光芯片是国际首创。这些可调激光芯片的成功研发与量产,彻底打破了目前国内光纤光栅传感领域完全依赖美国进口的被动挨打局面,消除了国外垄断和禁运威胁,为国产化光传感系统与仪器发展奠定了坚实基础。
目前中芯光电已经完成以上述系列可调激光芯片为核心的、性价比极高的低速/高速、窄波/全波/C+L波段等一系列工业级(-35至65℃宽温度范围内的稳定工作与高精度解调)光纤光栅扫描模块和解调仪样机的研发与量产,解决了环境适应性与可靠性问题,首次实现了从DBR高端可调激光芯片到解调仪整个产业链的国产化产业发展。目前已经为上市公司海康威视、容知日新,以及风电、矿山、石油钻井、高铁、桥梁隧道、新能源储能储电等各类高端光传感应用市场提供24小时实时监测与危险预警。在光传感领域,国内正在逐步开启基于中芯光电全国产化可调激光器系列产品的、百亿级以上的各类光传感应用市场,确保了国家的战略与经济安全。