近日，增芯科技与西安电子科技大学彭彪林教授团队通过深度合作，采用溶胶凝胶技术，成功研制出全球首片12英寸PZT（锆钛酸铅）压电薄膜。这一里程碑式成果，标志着我国在喷墨打印头、智能传感器核心材料领域实现重要突破，打破海外长期技术垄断，推动从实验室研发到产业化落地的自主可控。                                   

图1 基于12英寸Si晶圆上的PZT压电薄膜

PZT材料性能优势显著

压电式喷墨打印头是喷墨设备的“心脏”，而PZT压电薄膜则是驱动打印头工作的核心动力源。凭借超高压电系数、优异的机电转换效率，PZT材料可实现墨滴精准控制、高频稳定喷墨，同时兼顾低功耗与长使用寿命，是高端压电喷墨打印头不可或缺的关键材料。

相较于氮化铝、氧化锌、压电聚合物等主流材料，PZT综合性能优势突出：其压电系数可达传统AlN材料的数十倍。

图2 PZT薄膜在MEMS领域的应用

作为功能核心材料，PZT薄膜的应用场景不止于喷墨打印头，还可广泛应用于MEMS微泵、微型扬声器、超声成像设备等智能传感器领域，赋能医疗康养、消费电子等多行业向微型化、高精度方向升级。此前行业长期依赖小尺寸晶圆制备PZT薄膜，存在成本高、良率低、量产难度大等问题，12英寸晶圆级技术的突破，从根源上解决了产业痛点，重塑全球压电薄膜供应链格局。

图3 PZT薄膜性能：(a)取向高度一致的PZT压电薄膜XRD图谱;(b) 极化-电场曲线

此次落地的12英寸PZT压电薄膜，经多项专业检测验证，各项性能均达到高端MEMS器件应用标准。薄膜晶格有序度高、结晶质量优异，铁电特性与绝缘表现亮眼，漏电流控制出色，压电响应能力表现优异，完全满足高速、高色彩精度、高可靠性工业级喷墨打印头的严苛使用要求。搭配增芯科技攻克的低温晶化工艺，可完美适配现有半导体制造流程，助力高密度喷嘴阵列微型化生产。依托12英寸大尺寸晶圆标准化制造模式，还能有效摊薄生产成本，为商业化大规模量产筑牢基础。

打印头晶圆实现国产突破

值得一提的是，增芯科技早已在喷墨打印头晶圆领域布局深耕，此前已成功量产12英寸CMOS+MEMS热发泡式喷墨打印头晶圆，率先实现宽幅工业打印头核心技术国产化。本次12英寸PZT薄膜的问世，进一步补齐技术版图，让国产MEMS薄膜压电式喷墨打印头迎来关键突破，全面加速行业国产替代进程。

本次技术攻关是产学研深度融合的典范。增芯科技发挥自身12英寸晶圆制造、产线运营与产业化验证的优势，搭建成熟工艺平台；西安电子科技大学彭彪林教授团队深耕铁电功能薄膜基础研究，从材料配方、溶胶结构优化、结晶调控等核心环节发力，联手打通大尺寸PZT薄膜制备的产业化堵点。从6英寸到12英寸，从实验室样品到量产级晶圆，尺寸的跨越背后，是材料技术、制造工艺与产业需求的深度融合。

未来，增芯科技将持续深耕半导体与MEMS核心领域，依托自主核心技术，持续推动喷墨打印头、智能传感器全产业链国产化，为我国高端制造产业高质量发展持续赋能。