■创新行动派 

    □ 高 晓  本报记者 王 春

    当今，要购买一台满足日常影像记录所需的手机，花费不足千元即可轻松实现。

    手机拍照的关键是CMOS图像传感器芯片，它是摄像头实现光信号向电信号转变的核心部件。格科微电子（上海）有限公司工艺研发部总监李杰，正是一位促成这一改变的“幕后神人”！

    作为格科微首位正式员工。11年坚守，他见证了格科微如何创造出“业界神话”——这个位于上海张江的高科技企业白手起家，面对索尼、东芝、三星等国际大公司在CMOS图像传感器领域的夹击，不仅生存了下来，还成长为我国CMOS芯片产业的龙头企业，更带动了我国整个CMOS图像传感器芯片产业链的从弱到强！

    “人贵在专注，10多年对像素和工艺的专注造就了我。”在近日举行的第三届“张江优秀人才”复评答辩现场，37岁的李杰如是描述自己的科研轨迹。

    专“芯”致志，做一颗从无到有的国产“芯”

    11年前，中国国内还没有CMOS图像传感器(CIS)的工艺生产线，也没有量产的CIS产品，直到无晶圆图像传感器设计公司——格科微成立并帮助中芯国际建立了国内首条CIS生产线，中国才宣告有了自己的CIS。

    2003年，李杰从清华大学材料系研究生毕业。同年9月，在国外历练多年，深谙半导体工艺和CMOS芯片设计的赵立新在上海成立了格科微电子（上海）有限公司，千里马与伯乐就此相遇。在中芯国际搬迁后的临时铝合金板房里，他们开始了艰苦的创业。

    一切从零开始。当格科微开始做30万像素时，国际上已在做200、500万像素。隔行如隔山，从材料专业跨行到芯片行业。李杰白天请教专家、工程师，晚上刻苦钻研书本，一天得有16小时都工作在公司。

    2005年3月，格科微第一款也是中国第一款具有商业价值的CIS产品投片成功，“三晶体管”工艺终于被攻关出来。这一制作工艺在当时国外已普遍应用于芯片生产，但在我国，还停留在实验室阶段，格科微和中芯国际对其创造性的工艺改造，让芯片实现了工业化量产，这也是我国首次有了自己的量产图像传感器芯片，在此过程中，李杰崭露头角，显示出了工艺研发方面的潜质。恰在当时，我国摄像头市场刚刚兴起，订单纷至沓来，公司仅在当年就卖出了1600万颗芯片，销售额达到500万美元，并实现盈利，稳稳地占领了中国30万像素的市场。

    随着时间推移，“三晶体管”工艺的固有缺陷逐渐暴露出来，尤其在暗光环境下和高温条件下图像质量会变差，无法满足日益壮大的手机市场需求。当时，国际上的竞争对手都已经推出了效果更好的“四晶体管”工艺，格科微遇到了前所未有的竞争压力。如果不能尽快推出自己的“四晶体管”工艺产品，公司就会面临倒闭的风险。

    作为公司唯一一位工艺研发人员，李杰临危受命，迅速建立起来工艺和器件的仿真平台，投入到紧张艰苦的研发工作中。经过一年多没日没夜的“鏖战”，2006年10月，“四晶体管”工艺的像素技术研发成功。“四晶体管”的像素技术图像品质得到大幅提升，摄像头的感光灵敏度提高50%以上，图像噪声下降了80%以上，暗电流减少了90%以上。这一新技术的研发成功，对我国此类芯片知识产权的获得具有重要意义。在此工艺基础上，格科微分别推出了名称为GC0307、GC0309、GC0308这三款芯片，这些与国际同类产品相比，质量高，价位低，迅速被市场接受，屡次获得“中国芯”最佳市场表现奖，而应用“四晶体管”技术的产品为公司累计创造销售收入10亿美元。

    创新求“芯”的过程可谓艰苦卓绝。最开始在做200万像素产品时，第一片晶圆上超过2000颗芯片中，只有一颗可以正常工作，良率不到0.05%。而现在格科微的芯片良率可以做到95%到99%，保持在业内最高水平。由于打破了国外技术的壁垒，格科微得以在像素方面保证了我国中低端市场国产机的高性能，低价格。

    创新求“芯”，筑一座行业拓荒者的丰碑

    11年来，李杰负责了格科微所有CIS产品的像素开发、工艺研发，其中量产超过40款。随着像素要求的不断提高，感光单元像素尺寸也从最初的6.25微米缩小到现在的1.4微米甚至更小的1.12微米。这些细微变动，对于李杰而言，却意味着芯片技术工艺的极大创新。

    2009年，李杰实现了从工艺工程师到工艺研发部经理的转变，他带领着一支大部分由80后青年工程师组成的研发队伍开发出了自有专利技术的N-sub工艺，创造营收超3亿美元。随着工艺进步，单颗芯片的核心尺寸一再缩小，2003年，芯片的光学尺寸可以做到1/3英寸，现在则可以做到1/13英寸。以一块8英寸的晶圆为例，国外大公司可以做800—900颗200万像素的芯片，格科微却可以做到1500颗。如果是30万像素，甚至可以做到5400颗，遥遥领先。

    2014年，格科微产品的出货量又创新高，已经成为手机市场200万像素以下图像传感器的主流供应商，格科微的用户也不再是“杂牌机”“山寨机”，而是国内诸多一线品牌，甚至还有国际知名的大厂。从白手起家发展到中国地区销量第一，全球销量第二，2014年格科微平均每月出货量达到8千万颗传感器芯片。

    “要有全局化的眼光！”芯片设计是龙头，像素设计是龙的眼睛，眼睛往哪里看，龙头就往哪里转，作为龙身和龙尾的彩色滤镜和封装就会往哪里摆。李杰十分注重和产业链上的厂商合作，经常在企业间探讨技术的发展方向。格科微的产品开发，也在无形中影响着国内CIS产业链的发展。

    在格科微的帮助下，中芯国际的CIS工艺线建立起来，涉及到CIS的特殊工艺都是由格科微的工艺研发部提供。新技术帮助中芯国际创造了8英寸产线上铝后端金属连线达到0.14微米的最小尺寸历史。在格科微产品的驱动下，国内首条彩色滤镜的生产线也在TSES公司建立起来。在格科微工艺研发部的支持下，逐渐拥有了自主设计生产彩色滤镜的能力，摆脱了对日本凸版母公司的依赖。

    十多年的勤奋钻研，创新不怠，李杰创造了传奇。在格科微公司的硕大专利墙上，李杰的个人专利就占了三分之一，并且大部分都是含金量极高的发明专利，不仅包括像素方面的专利，还涵盖了晶圆制造、封装工艺和设备装置等方面，筑起了一座我国图像传感器芯片行业拓荒者的丰碑。

    “我们已经占据了中低端市场很高的份额，但仍在努力开发一些独创的工艺技术，争取占领高端市场！”以前，国内没有12英寸的CIS产品，也就没有12英寸的CIS芯片制造、彩色滤镜以及CSP封装，甚至世界上也没有12英寸的CSP封装。现在，格科微和产业链企业已开发出12英寸的相关产品和工艺，这个有“芯”人的梦想正在一步步变成现实！