在半导体制造的微观战场上,一场关乎“中国芯”命运的精密战役已悄然打响。在这里,随着芯片制程向纳米级挺进,清洗工艺也面临着“在足球场上精准去除一根头发丝”的极致挑战。
在半导体清洗这一关键领域,江苏福拉特半导体设备有限公司(以下简称“福拉特”)从一家默默无闻的创业公司,成长为国内少数能提供19nm(纳米)级湿法清洗设备的企业,成功撕开国外企业长期把守的技术防线。
福拉特的成长轨迹,成为观察中国半导体装备自主化的鲜活样本。
信任突围: 从“替补”到“主角”的逆袭
2004年,刚刚走出大学校园的钟立华,步入南京某合资液晶显示技术公司的大门。在此后的职业生涯中,他虽辗转于多家企业,却始终扎根在半导体显示行业,见证着行业的每一次技术跃迁。“对于我来说,一脚踏进去,就是一辈子。”钟立华笑着回忆。
10年间,他日复一日地与清洗、刻蚀、去胶等半导体显示产线设备打交道,积累了丰富的技术和管理经验。不过,一个残酷的现实始终刺痛着他:国内半导体设备市场基本被国外企业主导,尤其是日本和韩国的企业占据了绝大部分市场份额。
2013年,一个念头在他心中迸发:“既然吃透了这些技术,我们为什么不自己干?” 钟立华和团队决定从面板制造中的湿法刻蚀技术环节入手,联合南京理工大学组建攻关团队,进行夜以继日地调试、优化。
两年后,他们交出了一份令人振奋的答卷:团队研发出国内第一台刻蚀液浓度管理系统,实现了药液浓度实时监测、智能分析和精准控制的全面突破。
然而,“卖给谁”却遭遇了意想不到的困境。相同性能的进口产品售价为200多万元,公司的报价仅为进口产品的一半,虽然在价格方面极具竞争力,但客户依然顾虑重重:“价格上省下了100万,如果你们的产品不可靠,可能带来产线批量报废的风险,造成几百万甚至上千万的损失。”在巨大的试错成本面前,价格优势显得微不足道。
为此,团队直接将设备拉到客户工厂进行实测。尽管各项性能指标都达到标准,但客户看了又看,就是不敢下单。这正是制程设备国产化进程中最难突破的瓶颈——信任壁垒。当可靠性尚未得到市场验证时,每一个潜在客户都在观望。
转机出现在一个意外时刻。南京某企业的一台设备突发故障,进口设备厂商售后服务拖沓,问题迟迟得不到解决。若改换其他国外品牌,面对动辄6个月的交货期,企业实在等不起。
“两个月内交货,并且保证质量!”钟立华趁机立下“军令状”,客户则将信将疑地点头。最终,团队不仅如期交付,而且设备表现超出客户预期。
于是,口碑就像涟漪般扩散开来。起初,客户们还是小心翼翼:“20台的采购量,先给你们2台试试”。团队就这么“一台一台地啃,一单一单地磨”,逐渐将刻蚀液浓度管理系统推上行业销量榜首,从产线“替补”晋升为“主角”。
技术破壁:纳米级战场的“极限挑战”
如今,走进福拉特位于栖霞区红枫科技园的厂区,总能看到工作人员推着满载设备的物流车穿梭忙碌,他们在将这些精密仪器发往全国各地。
事实上,由于敏锐观察到湿法清洗设备国产化需求激增,钟立华早已果断调整战略,带领团队实现关键业务拓展:从湿法工艺设备中的关键核心药液浓度检测管理系统供应商升级为半导体湿法工艺一站式解决商。
在全球科技竞争格局下,半导体产业地位尤其突出,芯片制造则是核心路径。半导体清洗如同芯片制造的“健康卫士”,能够有效避免杂质影响芯片良率和产品性能。
一方面,当前芯片制造流程在光刻、刻蚀、沉积等重复性工艺前后均设置了湿法工序,湿法步骤数量约占芯片制造工序步骤30%以上,是所有芯片制造工艺步骤中占比最大的工序;另一方面,现代芯片的电路线宽已进入纳米级,结构复杂度不断提升,对杂质含量的敏感度也相应提高,半导体清洗开始朝着精细化、专业化的方向发展。
以常见的手机芯片为例,单颗手机芯片在制造中需经历上百次清洗,如同制作千层蛋糕时每铺一层(沉积一层电路),都要彻底清洁操作台。而手机显示屏的单个像素点仅约20微米,相当于人类头发直径的1/4,一块芯片上集成了数亿个这样的精密结构。“想象在一个标准足球场大小的区域内,需要精准定位并清除超微细颗粒污染物,半导体清洗的难度可想而知。”钟立华称。
湿法清洗是半导体清洗的主流技术路线,针对不同的工艺需求,采用特定的化学药液和去离子水,结合超声波振荡、真空抽吸等辅助手段,以去除晶圆制造过程中的颗粒、自然氧化层、有机物、金属污染等物质,同时确保基底零损伤。
目前,福拉特不仅成功研发单片湿法设备和槽式湿法设备等核心湿法主制程设备,更已成功交付量产机型设备,助力多细分领域的客户突破技术瓶颈、抢占市场先机,或打破国外垄断企业的技术壁垒,由此获得了多家头部客户的“优秀供应商”认可。
值得一提的是,福拉特自主研发的单片湿法设备更将工艺节点推进至19nm(纳米),处于国内领先水平。攻克19nm单片清洗设备的背后,是无数片测试晶圆的报废、无数次工艺参数调整以及无数个不眠之夜。
“湿法设备规格每推进一节点,就是一次极限挑战。”钟立华感慨道。
产业变局:抢占新型显示“制高点”
今年5月份,福拉特正式宣布完成数千万元Pre-A轮融资。本轮融资由南京市创投集团、新港高投、东方产融联合投资,充分彰显资本市场对公司的认可。
南京市创投集团投资五部总经理胡勇表示:“福拉特不仅实现了技术突破,更构建了从设备研发、生产到售后服务的完整生态链,这正是我们看重的。”
据悉,完成本轮融资后,公司将“江苏福拉特自动化设备有限公司”正式更名为“江苏福拉特半导体设备有限公司”,标志着业务版图的全面升级。未来,福拉特将重点布局四大方向,一是聚焦半导体湿法高端制程设备,研发下一代半导体新型显示技术核心设备;二是扩建生产基地,提升规模化交付能力;三是深化与微显示、逻辑电路、功率器件等半导体的不同赛道头部企业的战略合作;四是与上海交通大学、南京理工大学、南京工业大学、南京林业大学等共建创新联合体,打通“技术研发-中试-产业化”闭环。
布局下一代半导体新型显示技术核心设备,无疑是最具战略意义的落子。随着OLED、Mini LED、Micro LED、Micro OLED等新型显示技术完成从实验室到生产线的跨越,整个产业正站在爆发式增长的前夜。市场研究数据显示,到2027年全球新型显示产业投资规模将突破1.5万亿元,其中湿法设备市场规模预计达200亿元。
在这场显示技术的升级浪潮中,国产设备厂商首次与国际巨头站在同一起跑线上。“这是我们实现从追随到引领的历史性机遇。”钟立华透露,福拉特正在AR、VR、AI眼镜等设备的核心赛道抢滩登陆,这些领域正处于技术突破与商业爆发的临界点。
在半导体显示行业深耕20年,钟立华深知:在高端制造领域,市场从来不是“抢”来的,而是一寸一寸“赢”回来的。当中国企业真正掌握核心科技时,全球产业链的博弈格局终将被改写。
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