在高精度時(shí)頻領(lǐng)域，芯片原子鐘作為核心器件，長(zhǎng)期受制于國(guó)外技術(shù)壟斷。如今，這一局面已被天津華信泰科技有限公司打破——經(jīng)過13年技術(shù)攻關(guān)，該團(tuán)隊(duì)成功研制出具備高精度、低功耗、可量產(chǎn)特性的芯片級(jí)原子鐘，標(biāo)志著我國(guó)在關(guān)鍵時(shí)頻器件領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控。

研發(fā)過程中，團(tuán)隊(duì)面臨多重技術(shù)挑戰(zhàn)。芯片原子鐘融合了微系統(tǒng)與量子物理技術(shù)，涉及多學(xué)科交叉，研發(fā)難度極高。其中，溫控精度是關(guān)鍵瓶頸之一。通過自主研發(fā)微流控溫控芯片，團(tuán)隊(duì)將精度從0.1℃提升至0.001℃量級(jí)，成功捕捉到隱藏在噪聲中的微弱光學(xué)信號(hào)，為后續(xù)突破奠定基礎(chǔ)。

針對(duì)信號(hào)穩(wěn)定性問題，科研團(tuán)隊(duì)聚焦原子氣室這一核心部件，歷經(jīng)4年數(shù)百次試驗(yàn)，最終實(shí)現(xiàn)信號(hào)穩(wěn)定輸出。這一突破被團(tuán)隊(duì)形象地稱為“讓原子鐘‘活’了過來”。此后，團(tuán)隊(duì)又攻克了真空封裝等工程化難題，確保產(chǎn)品具備實(shí)用化條件。

近日，該團(tuán)隊(duì)宣布成功研發(fā)全球體積最小的芯片原子鐘，尺寸僅8立方厘米，功耗低至0.15瓦。其核心優(yōu)勢(shì)在于無衛(wèi)星信號(hào)環(huán)境下仍能自主守時(shí)，萬年誤差不超過1秒。目前，首批產(chǎn)品已交付使用，將為海底石油勘探、深空探測(cè)等領(lǐng)域提供高精度時(shí)頻支撐。

2023年，國(guó)內(nèi)首條年產(chǎn)3萬臺(tái)的芯片原子鐘量產(chǎn)線在天津?yàn)I海高新區(qū)正式投產(chǎn)。這一成果使我國(guó)成為全球第二個(gè)掌握該技術(shù)的國(guó)家，徹底改變了相關(guān)領(lǐng)域長(zhǎng)期依賴進(jìn)口的局面，為高精度時(shí)頻技術(shù)的普及應(yīng)用開辟了新路徑。