國內(nèi)AI芯片、人工智能、超算、移動交互產(chǎn)品等新興產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，為派和科技發(fā)展高性能壓電材料、電子模組等新業(yè)務(wù)提供了更多商機(jī)和發(fā)展空間，也吸引更多需求企業(yè)與創(chuàng)始人尋求合作。
一、高性能壓電陶瓷材料
多層壓電陶瓷可以在低于920℃無壓條件下燒結(jié)，仍保持元件壓電系數(shù)d33高于740，可避免采用昂貴的銀鈀合金作為內(nèi)電極，極大降低了制造成本，具有重要的產(chǎn)業(yè)化意義，該技術(shù)已在國內(nèi)大廠批量化應(yīng)用，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。派和科技將采用該技術(shù)推動多層壓電陶瓷材料在下游移動端領(lǐng)域的大量應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)高性能與低成本兼具的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。派和科技與合作伙伴聯(lián)合試制出小型疊層壓電元件0.6x0.6x0.8mm，層厚20um，助推壓電器件小型化，實(shí)測該元件位移量大于0.65um@45V，對應(yīng)的場強(qiáng)超過2kV/mm。
圖 壓電陶瓷在880-920℃下燒結(jié)SEM圖
圖 低溫共燒的多層陶瓷
二、基于壓電材料的光學(xué)模組
同其它材料比，壓電陶瓷元件具有功率密度高，毫米尺度仍保持較高輸出力，執(zhí)行器造型設(shè)計(jì)靈活，自身功耗小，低壓驅(qū)動，微納米過程控制，旋轉(zhuǎn)或直線多種運(yùn)動類型，驅(qū)動與自傳感可集成化設(shè)計(jì)等特點(diǎn)，與光學(xué)部件結(jié)合，未來可實(shí)現(xiàn)光學(xué)組件聚焦、變焦、防抖等功能。創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)成員自2000年就與海外知名企業(yè)開展光學(xué)模組研發(fā)，研制出外形尺寸最小、零部件數(shù)量最少的聚焦模組，并推出行波驅(qū)動、駐波驅(qū)動、螺紋驅(qū)動、慣性驅(qū)動、液態(tài)鏡頭等多原理機(jī)型，積累了大量實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。
團(tuán)隊(duì)創(chuàng)始人自2000年，與國內(nèi)外重要客戶開展旋轉(zhuǎn)超聲電機(jī)、一維與二維壓電精密微動臺等工程化研究。當(dāng)年與外商合作，就推出最小尺度的光學(xué)聚焦模組，其響應(yīng)時間小于0.5ms，抗跌落能力強(qiáng)。與新加坡、以色列等多國合作，推進(jìn)了磁盤HDD新技術(shù)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了高性能壓電材料低溫共燒且六分區(qū)疊層工藝：單層層厚微米級，分區(qū)電容6.2nF，介電損耗<0.013，d33>2500PC/N。新技術(shù)推進(jìn)合作企業(yè)實(shí)現(xiàn)了硬盤尋道系統(tǒng)體積縮減1/2，尋道精度提高至少2倍。
圖 微型光學(xué)壓電聚焦模組
圖 聚焦模組
三、基于壓電陶瓷的揚(yáng)聲器技術(shù)
同傳統(tǒng)的動圈揚(yáng)聲器比，超薄壓電揚(yáng)聲器具有高功率密度、高轉(zhuǎn)換效率、低功耗、無電磁干擾、低于0.5mm超薄設(shè)計(jì)、不采用繞線結(jié)構(gòu)無EMI噪音等優(yōu)點(diǎn)。創(chuàng)始人團(tuán)隊(duì)于2006與外資企業(yè)開展有關(guān)研究工作，率先采用疊層壓電陶瓷研制出重量僅1g的23×27型揚(yáng)聲器，其體積是同類電磁喇叭1/12，重量是電磁喇叭1/5，功率小于15mW。并提出了一款新型46型規(guī)格的壓電揚(yáng)聲器，采用4片外形尺寸18×18mm，介質(zhì)層厚度為25um的多層壓電陶瓷，陶瓷晶粒尺寸約1.2um，上述技術(shù)遠(yuǎn)早于國內(nèi)企業(yè)開始應(yīng)用。
早期研發(fā)壓電揚(yáng)聲器直接對標(biāo)松下、村田等競爭對手同等規(guī)格的產(chǎn)品，技術(shù)指標(biāo)、聲學(xué)效果不亞于對手，提出高效聲學(xué)模擬、柔性阻尼配重、振動模式調(diào)控等新技術(shù)，使揚(yáng)聲器主要參數(shù)優(yōu)于其頻帶200Hz~20kHz，聲壓級近88dB，失真由10%降到5%。
圖 PS23×27揚(yáng)聲器
圖 PS46揚(yáng)聲器
四、基于壓電陶瓷的散熱模組
派和科技聯(lián)合高校和科技企業(yè)資源，重點(diǎn)關(guān)注壓電材料在手機(jī)等移動端電子模組領(lǐng)域中的應(yīng)用，除了上述聲學(xué)模組、光學(xué)模組之外，創(chuàng)始人早期發(fā)展了壓電觸摸屏新技術(shù)，其潛在技術(shù)優(yōu)勢：可變形、扭曲甚至折疊，形成柔性顯示屏，除具有主流電容觸摸屏特點(diǎn)外，可感知作用力大小、變化速度等多維信息。
現(xiàn)如今，派和科技利用疊層壓電陶瓷技術(shù)發(fā)展芯片散熱模組技術(shù)，該技術(shù)是解決手機(jī)、VR、AR等移動端，筆電，超算、5G等場景散熱的新技術(shù)。該技術(shù)的特點(diǎn)：1、屬有源散熱，不同于傳統(tǒng)被動散熱；2、設(shè)計(jì)靈活，集成度高，無磨損部件；3、采用壓電膜，器件電壓低；4、器件背壓高，內(nèi)部氣流時速高；5、超薄、靜音、防塵、防水等。國外已有兩家科技企業(yè)，利用壓電材料發(fā)展硅基主動散熱模組技術(shù)，一家FRORE System推出全固態(tài)散熱芯片AirJet，得到高通、英特爾等主流廠支持，另一家xMEMS推出基于壓電材料的MEMS揚(yáng)聲器以及類似技術(shù)演化成的超薄氣冷式主動散熱產(chǎn)品。上述兩家散熱模組的基本原理類似，均是振膜超聲波頻率振動產(chǎn)生氣流，從模組頂端進(jìn)氣孔吸入空氣，再從模組側(cè)面出氣孔排掉熱交換后的熱氣，實(shí)現(xiàn)芯片散熱。
派和科技具備高性能壓電材料、壓電揚(yáng)聲器、各類驅(qū)動器及電控算法等開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，研發(fā)硅基、非硅基等散熱模組量產(chǎn)方案，提出主被動復(fù)合型壓電散熱模組，方案潛在特點(diǎn)：散熱效果更佳；制造成本更低；柔性制造能力更強(qiáng)。
圖 派和科技的單腔、整體流型仿真分析
北京派和科技股份有限公司（簡稱派和科技），獲批國家高新技術(shù)企業(yè)、中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)、中關(guān)村“金種子工程”企業(yè)、北京市專精特新中小企業(yè)，牽頭機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會“機(jī)械工業(yè)壓電陶瓷應(yīng)用工程研究中心”。
主營業(yè)務(wù)重點(diǎn)解決各領(lǐng)域卡脖子技術(shù)：高性能壓電陶瓷材料；壓電點(diǎn)膠封裝系統(tǒng)；微納米壓電微驅(qū)動系列產(chǎn)品；100Hz Mini LED巨量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)；皮升級壓電打印系列產(chǎn)品；超聲焊接換能器；超聲薄膜噴涂系列產(chǎn)品；壓電模組（光學(xué)、聲學(xué)、散熱）等。部分產(chǎn)品已批量用于新能源、3C、顯示等領(lǐng)域，新技術(shù)與新產(chǎn)品助推在半導(dǎo)體、生物醫(yī)療、航天宇航等領(lǐng)域中的應(yīng)用。
