編者按
種花家，即“中華家”的諧音。春和景明，萬物生發(fā)，一年一度的“春天的盛會”如約而至；此時此刻，種花家的8500萬江蘇兒女正沿著中國式現(xiàn)代化的康莊大道闊步前行。新華日報·交匯點新聞策劃推出《種花家的“江江”和“蘇蘇”們》系列報道，將視角對準不同年齡段、不同領(lǐng)域內(nèi)的優(yōu)秀江蘇兒女，這些“江江”“蘇蘇”們初心如炬、銳意進取，他們的奮斗之路與追夢之旅，也必將激勵著更多“江江”“蘇蘇”向著新目標，奮楫再出發(fā)！
為星地通信牽線搭橋，傾聽衛(wèi)星與地球之間的“呢喃低語”，張君直就是這樣一位星地通信“引路人”。在中國電科第五十五研究所（以下簡稱55所），新華日報·交匯點記者看到，從實驗室到生產(chǎn)車間，研究人員忙得熱火朝天，一臺臺儀器在技術(shù)人員的操作中成為賦能蒼穹的利器。作為55所的一名高級工程師，他身負射頻微系統(tǒng)領(lǐng)域技術(shù)帶頭人重任，曾負責海洋二號等衛(wèi)星頻綜分機的研制交付工作。
為科學信仰沖鋒陷陣
張君直拿起一枚氮化鎵功放芯片告訴記者，這枚僅6平方毫米的芯片，卻是載荷系統(tǒng)發(fā)射電路的關(guān)鍵核心元器件。作為宇宙信號的“傳聲筒”，這些芯片主要用于發(fā)射星載的數(shù)據(jù)，同時接收地面發(fā)射的信號，為星地通訊搭起“高速路”，從而完成星地之間的通信。目前，該芯片已批量應用于問天、夢天實驗艙等航天重器。
飛向太空的星載芯片，在過去的數(shù)十年間，實現(xiàn)了“脫胎換骨”。張君直和團隊為了讓星地通信更安全通暢，攻克了一個個技術(shù)高地。體積、成本、功耗……他們?yōu)榭茖W信仰沖鋒陷陣，擊倒一只只“攔路虎”。
把不可能變成可能
早在2010年時，他就參與研制了某海洋衛(wèi)星的載荷芯片品種。但傳統(tǒng)組件的設(shè)計方式尺寸達到一個計算機主機大小，給衛(wèi)星載荷平臺帶來了沉重負擔。如果在減少系統(tǒng)尺寸的同時，還降低功耗，這可能嗎？張君直和團隊硬是把不可能變成了可能。
“現(xiàn)代裝備的要求就像智能手機，不但要求具備很多復雜功能，還要輕薄、價格較低！”張君直和團隊創(chuàng)新采用射頻微系統(tǒng)技術(shù)，用晶圓級的制造平臺批量研制芯片。他解釋，射頻微系統(tǒng)技術(shù)采用微納集成工藝，可大幅減少傳統(tǒng)射頻系統(tǒng)的尺寸、重量、功耗和成本。針對當前星載應用，采用射頻微系統(tǒng)技術(shù)研制的射頻模組在體積重量方面可以有數(shù)量級的減少，體積較之前縮小到十分之一，在批產(chǎn)成本方面也有大幅降低。
當前，星載平臺對載荷體積和功耗成本具有嚴苛要求。張君直和團隊借助硅基異構(gòu)集成技術(shù)具備的顯著體積重量和批產(chǎn)制造優(yōu)勢，充分發(fā)揮硅基封裝高導熱的優(yōu)勢，讓零件體積重量減少60%以上。目前，團隊研制的多款微型模組已經(jīng)開始配套多個星載項目。
“以往的器件就類似蓋平房，而現(xiàn)在可以蓋高層樓房，占地面積不變，但功能集成變得更為強大，這就是芯片堆疊。”面對芯片堆疊、圓片堆疊、晶圓級三維測試等難題，所內(nèi)核心芯片團隊和模組研制團隊以及硅基異構(gòu)集成團隊展開針對新一代機載超寬帶收發(fā)微模組的深度攻關(guān)，并在極短時間內(nèi)攻克難題，目前已經(jīng)配套整機進行小批量驗證。
在星地之間架起通信橋梁
愈挫愈勇，遇強則強，張君直和團隊發(fā)起一輪又一輪科技沖鋒。回首2022年，從問天、夢天到天舟、神舟，從夸父探日到高分、遙感，中國空間站建造、系列衛(wèi)星發(fā)射都有55所用“芯”護航。55所依托在第一、二、三代半導體領(lǐng)域形成的自主完整的技術(shù)體系和產(chǎn)品鏈，發(fā)揮核心芯片技術(shù)優(yōu)勢，參與保障了神舟系列飛船、天舟貨運飛船、天宮空間站等在內(nèi)的各大載人航天工程項目，筑牢“大國重器”基石。
面向未來，張君直信心十足，他將繼續(xù)帶領(lǐng)團隊搶抓第三代半導體發(fā)展機遇，把第三代的功率器件高可靠、高密度地集成到收發(fā)模組中，在星地之間架起一座座通信橋梁。
“航天強國，筑夢有我。作為航天科技工作者，我將繼續(xù)開展核心芯片領(lǐng)域前沿技術(shù)攻關(guān)，服務國家重大戰(zhàn)略。”張君直說。
策劃 潘青松 杜雪艷
采寫 程曉琳 張宣
視頻 張琦
包裝 陶蓉 王子杰 朱丹清
