離子束加工技術(shù)是原子級的加工手段，離子束加工主要應(yīng)用在基礎(chǔ)科學(xué)研究、航空航天、軍工等高端領(lǐng)域。長期以來，離子束加工的核心技術(shù)一直被美國、英國、德國等國家壟斷。
離子束設(shè)備曾經(jīng)是西方國家封鎖的產(chǎn)品，1977年，為了制造精密的航天電子元件，錢學(xué)森提議在航天二院第23研究所設(shè)立離子束技術(shù)、工藝及成套設(shè)備系統(tǒng)工程部，由劉金聲負(fù)責(zé)開發(fā)中國的離子束設(shè)備。劉金聲曾被錢學(xué)深指定為航天離子束推進(jìn)器的研發(fā)小組的負(fù)責(zé)人，奠定了中國離子源理論發(fā)展體系，劉金聲將技術(shù)移植到離子束設(shè)備上，于1980年推出國內(nèi)首套商用離子束刻蝕機(jī)和離子束濺射鍍膜機(jī)，成功打破了西方國家在該技術(shù)領(lǐng)域?qū)χ袊募夹g(shù)封鎖，中國的離子束刻蝕設(shè)備還遠(yuǎn)銷美國麻省理工大學(xué)。
之后，由于一些特殊需要和要求，該部門一直低調(diào)服務(wù)于國內(nèi)航空航天、兵器等軍工領(lǐng)域，為國家重大任務(wù)提供技術(shù)與配套設(shè)備，包括衛(wèi)星多軌掃描高分辨率紅外探測器、軍用紅外成像系統(tǒng)、精密慣性制導(dǎo)陀螺生產(chǎn)線、光纖陀螺和衛(wèi)星晶振系統(tǒng)專用離子束系統(tǒng)等。該部門還向中科院、航天科工、中電科、清華大學(xué)、上海交大等國內(nèi)一大批院校提供設(shè)備，用于物理、化學(xué)、光學(xué)、電子、生物、磁學(xué)、超導(dǎo)、紅外等基礎(chǔ)科學(xué)領(lǐng)域最前沿的研究。
隨著民用市場對離子束設(shè)備的需求日益增加，劉金聲創(chuàng)立了北京埃德萬斯，生產(chǎn)民用領(lǐng)域的離子束設(shè)備。
柔性基底鍍膜是柔性可穿戴設(shè)備制造的關(guān)鍵技術(shù)，離子束濺射鍍膜機(jī)則是柔性基底鍍膜的核心裝備，而這一設(shè)備制造和工藝技術(shù)長期被德國、美國等國家壟斷，埃德萬斯打破了國外壟斷，為中國新一代電子產(chǎn)品制造提供技術(shù)保障。
目前，博世、德州儀器、意法半導(dǎo)體等巨頭已側(cè)重非硅材料的MEMS微機(jī)電系統(tǒng)傳感器芯片開發(fā)與應(yīng)用，硅集成電路使用的化學(xué)刻蝕機(jī)無法刻蝕非硅材料，而離子束刻蝕機(jī)可以對絕大多數(shù)原材料刻蝕，如金屬材料、合金、金屬氧化物、碳化物、聚合物、半導(dǎo)體材料、陶瓷、導(dǎo)體和絕緣體等原材料，可用于細(xì)小圖形的刻蝕。
離子束刻蝕是把惰性氣體充入離子源放電室，并使其電離形成等離子體，然后由柵極將離子呈束狀引出并加速，射向固體表面，撞擊固體表面原子，使材料原子發(fā)生濺射，達(dá)到刻蝕目的，刻蝕過程中可改變離子束入射角來控制圖形輪廓。
如今，埃德萬斯的離子刻蝕機(jī)加工能力位居世界前列，價(jià)格卻不到國外產(chǎn)品的一半。
目前，埃德萬斯已經(jīng)開發(fā)出第四代離子束刻蝕系統(tǒng)、CAIBE系統(tǒng)、雙離子束薄膜制造系統(tǒng)、三離子束合成薄膜系統(tǒng)和國際首創(chuàng)的微機(jī)控制快速變深度刻蝕系統(tǒng)等。
除了生產(chǎn)離子束加工設(shè)備外，埃德萬斯還研發(fā)出各種制造工藝，包括濺射合金薄膜壓力傳感器、薄膜電阻、薄膜電感、超導(dǎo)薄膜、氮化鋁薄膜等。
濺射合金薄膜壓力傳感器可用于航空航天、高壓共軌技術(shù)、工業(yè)自動(dòng)化控制、石油天然氣輸運(yùn)等；薄膜電阻和薄膜電感可用于微型化、集成化的電子產(chǎn)品；超導(dǎo)薄膜可用于量子通信；氮化鋁薄膜可用于壓電和介電元器件、高頻寬帶通信等，是下一代無線通信技術(shù)的關(guān)鍵基礎(chǔ)材料，但制備氮化鋁薄膜存在技術(shù)壁壘。埃德萬斯利用雙離子束，一束將鋁原子轟擊出來，一束輔助鋁原子沉積為薄膜，精確控制氮化鋁薄膜的晶體結(jié)構(gòu)生成，成功制備出氮化鋁薄膜。
在光學(xué)器件方面，埃德萬斯為長春光機(jī)所研制出中國第一個(gè)大尺寸二元光學(xué)器件，并為其提供了設(shè)備以及工藝軟件。
結(jié)語
芯片是智能設(shè)備和高端裝備不可或缺的關(guān)鍵零部件，而離子束加工技術(shù)是未來芯片制造的核心技術(shù)，中國企業(yè)掌握離子束加工技術(shù)，能夠?yàn)閲鴥?nèi)相關(guān)行業(yè)提供技術(shù)支撐和有力保障。
