种花家的“江江”和“苏苏”们 | 致敬！航天强国路上的星地通信“引路人”

编者按

种花家，即“中华家”的谐音。春和景明，万物生发，一年一度的“春天的盛会”如约而至；此时此刻，种花家的8500万江苏儿女正沿着中国式现代化的康庄大道阔步前行。新华日报·交汇点新闻策划推出《种花家的“江江”和“苏苏”们》系列报道，将视角对准不同年龄段、不同领域内的优秀江苏儿女，这些“江江”“苏苏”们初心如炬、锐意进取，他们的奋斗之路与追梦之旅，也必将激励着更多“江江”“苏苏”向着新目标，奋楫再出发！

为星地通信牵线搭桥，倾听卫星与地球之间的“呢喃低语”，张君直就是这样一位星地通信“引路人”。在中国电科第五十五研究所（以下简称55所），新华日报·交汇点记者看到，从实验室到生产车间，研究人员忙得热火朝天，一台台仪器在技术人员的操作中成为赋能苍穹的利器。作为55所的一名高级工程师，他身负射频微系统领域技术带头人重任，曾负责海洋二号等卫星频综分机的研制交付工作。

为科学信仰冲锋陷阵

张君直拿起一枚氮化镓功放芯片告诉记者，这枚仅6平方毫米的芯片，却是载荷系统发射电路的关键核心元器件。作为宇宙信号的“传声筒”，这些芯片主要用于发射星载的数据，同时接收地面发射的信号，为星地通讯搭起“高速路”，从而完成星地之间的通信。目前，该芯片已批量应用于问天、梦天实验舱等航天重器。

飞向太空的星载芯片，在过去的数十年间，实现了“脱胎换骨”。张君直和团队为了让星地通信更安全通畅，攻克了一个个技术高地。体积、成本、功耗……他们为科学信仰冲锋陷阵，击倒一只只“拦路虎”。

把不可能变成可能

早在2010年时，他就参与研制了某海洋卫星的载荷芯片品种。但传统组件的设计方式尺寸达到一个计算机主机大小，给卫星载荷平台带来了沉重负担。如果在减少系统尺寸的同时，还降低功耗，这可能吗？张君直和团队硬是把不可能变成了可能。

“现代装备的要求就像智能手机，不但要求具备很多复杂功能，还要轻薄、价格较低！”张君直和团队创新采用射频微系统技术，用晶圆级的制造平台批量研制芯片。他解释，射频微系统技术采用微纳集成工艺，可大幅减少传统射频系统的尺寸、重量、功耗和成本。针对当前星载应用，采用射频微系统技术研制的射频模组在体积重量方面可以有数量级的减少，体积较之前缩小到十分之一，在批产成本方面也有大幅降低。

当前，星载平台对载荷体积和功耗成本具有严苛要求。张君直和团队借助硅基异构集成技术具备的显著体积重量和批产制造优势，充分发挥硅基封装高导热的优势，让零件体积重量减少60%以上。目前，团队研制的多款微型模组已经开始配套多个星载项目。

“以往的器件就类似盖平房，而现在可以盖高层楼房，占地面积不变，但功能集成变得更为强大，这就是芯片堆叠。”面对芯片堆叠、圆片堆叠、晶圆级三维测试等难题，所内核心芯片团队和模组研制团队以及硅基异构集成团队展开针对新一代机载超宽带收发微模组的深度攻关，并在极短时间内攻克难题，目前已经配套整机进行小批量验证。

在星地之间架起通信桥梁

愈挫愈勇，遇强则强，张君直和团队发起一轮又一轮科技冲锋。回首2022年，从问天、梦天到天舟、神舟，从夸父探日到高分、遥感，中国空间站建造、系列卫星发射都有55所用“芯”护航。55所依托在第一、二、三代半导体领域形成的自主完整的技术体系和产品链，发挥核心芯片技术优势，参与保障了神舟系列飞船、天舟货运飞船、天宫空间站等在内的各大载人航天工程项目，筑牢“大国重器”基石。

面向未来，张君直信心十足，他将继续带领团队抢抓第三代半导体发展机遇，把第三代的功率器件高可靠、高密度地集成到收发模组中，在星地之间架起一座座通信桥梁。

“航天强国，筑梦有我。作为航天科技工作者，我将继续开展核心芯片领域前沿技术攻关，服务国家重大战略。”张君直说。

策划 潘青松 杜雪艳

采写 程晓琳 张宣

视频 张琦

包装 陶蓉 王子杰 朱丹清

编辑: 王茹雅