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喻磊:在微米尺度上较劲的人
2026-05-26 09:15 蚌埠市新闻传媒中心

 

喻磊依然记得入职时的第一个任务。那是一片MEMS陀螺仪晶圆的流片,需要从光刻、浅硅刻蚀、深硅刻蚀、金属溅射等百余道工序走下来,到深硅刻蚀这一步,微结构因为局部过热全部损坏,整片晶圆报废。他站在超净间里,看着那片废掉的圆片,第一次真切地意识到这行有多难。

那是2013年,他刚从学校来到安徽北方微电子研究院集团有限公司,研究生阶段接触MEMS方向,但他坦言,当时对这个领域的理解并不深。MEMS,是把微型机械结构集成在硅片上的传感器技术,里面的核心器件——加速度计和陀螺仪,好比现代智能系统的“内耳”与“小脑”,感知运动、判断姿态。这类高性能器件的晶圆制造技术,长期受制于国外。

入行十余年,喻磊一直泡在这件事里。

2019年,他牵头组建攻关小组,瞄准的是高性能惯性MEMS晶圆制造中最棘手的几个工艺难题。其中一个,是深硅刻蚀。MEMS陀螺仪的敏感结构,要在硅片上刻出深宽比高达25:1的微细沟槽,侧壁要足够垂直、足够光滑,稍有偏差,器件的力学性能就会跑偏,精度随之打折。喻磊在超净间里连续泡了一个月,做了上百组工艺参数的对照实验,最终将陡直度控制在90±0.1°,侧壁粗糙度小于100纳米,达到国内领先水平。与此同时,他研究出一套抑制热积累的分段刻蚀方法,解决了当年那个让他损毁整片晶圆的老问题。

另一个难题是封装真空度。高性能惯性MEMS器件对真空度的要求极为苛刻,真空度不够,器件的寿命和可靠性都会大打折扣。为了把晶圆封装内的真空度从10帕量级压到0.5帕以下,喻磊带着团队从键合工艺密封性、材料逸气控制、吸气剂薄膜集成三个方向同步攻关,前后迭代了两年,最终达到国内领先水平。

他用一个比喻解释陀螺仪的作用:“就好像你端着一碗水,旋转着穿过一片浓雾。水中形成了波纹,波纹又变成了箭头,指引你出口的方向。”这碗水,就是陀螺仪在没有GPS信号时为设备导航的方式。而他在超净间里做的每一组实验,都是让这碗水端得更稳、波纹看得更准。

技术攻关之外,还有一道门槛同样难过——从实验室到生产线。某款MEMS加速度计转入量产初期,良率只有30%,客户质疑,生产部门压力如山。喻磊坚持问题不过夜。每天加班到深夜分析失效原因,最终找到症结——工艺过程中引入的微颗粒。针对颗粒来源逐步排查、逐工序优化,历时12个月,良率稳定在80%以上。

负责研发的同时,喻磊还带领着一个20人的工艺班组。带新人,他最担心的是“差不多就行”的心态。MEMS工艺的容错空间极小,失之毫厘,一片晶圆就报废了。他要求的是“零缺陷”——不是口号,是每一道工序都要认真对待的工作方式。班组里有个年轻人,能吃苦,悟性高,和他一起啃过不少硬骨头,如今在MEMS领域一步步深入下去。喻磊说,看到这样的年轻人,感到欣慰。

2019年获安徽省科学技术奖三等奖,2025年获安徽省科学技术进步奖二等奖。两项省级科技奖之间,隔了六年。他说这六年自己变化最大的,是对这个领域的理解更深了,不再只看奖项本身,更在意做出来的东西对行业、对产业有没有真正的意义。最近几年是最难熬的,项目压着项目,周末节假日基本停不下来。他说没有捷径,“只能持续地、微小地前进,一点一点撑过去”。

对想进这个行业的年轻人,他只说了一句话:“这个领域会给予足够的深度和成就感,代价是终身学习、步步深耕。”