本报讯 (记者 柯国笠) 日前,由毫束科技(晋江)有限公司(以下简称“毫束科技”)提供的电子源在某晶圆厂产线进行实测,已稳定运行超过9000小时,经受住半导体制造环境的严苛考验。这是国产电子源的一次突围,该项产品的研发解决了电子发射稳定性、亮度、寿命、抗污染能力等关键技术难题。
在位于晋江芯智造产业园的毫束科技,公司创始人、总经理张刚正在调试精密仪器中的核心部件。他手中的热场电子源,承载着中国半导体装备自主化的希望。
常规电子源从外观上看不到一个手指的长度,却是电子光学系的核心部件,是集成电路领域重要设备的关键部件,常用于半导体缺陷检测、 半导体前道工序、半导体关键尺寸量测等,技术含量极高,其研发涉及材料科学、真空技术、电子发射理论等多学科交叉领域。然而,这个关键部件长期被赛默飞世尔、日立等海外企业垄断。
2022年5月,张刚怀揣满腔热忱,凭借其在中航工业、中科院半导体研究所、ASML、东方晶源等多个领先机构、企业积累的技术经验,创办了毫束科技,锚定“卡脖子”难题,在电子源领域深耕细作,开启国产替代探索。
在张刚带领下,毫束科技成功研发出国内首款,也是迄今为止唯一一款商业化级别的纯国产热场电子源,填补了国内空白。
张刚介绍,这款产品的亮度可达E9A/cm2,角密度高达2000uA/sr/12KV。这两项关键性能指标均超过进口同类产品。
关键性能指标突出的背后,是毫束科技在自主技术研发上的不断积累。2022年7月,毫束科技申请了“一种发射尖端、热场发射电子源及制作方法”专利。该专利创新性地在发射尖端设计了特殊的内凹弧形结构和凹槽部,优化了高压电场在尖端的分布。这一创新改善了热场电子源轮廓表面的物理化学特性,使产品获得了更高的亮度、更小的总发射电流及更高的稳定性。
在研发热场电子源过程中,如何维持电子源发射束流的稳定性和寿命问题成为最大技术难关。“既要稳定,又要寿命长,这对品控提出了极高的要求。这么精细的部件,要求稳定运行达到2年,也就是16000小时。”张刚说。
如果说,产品研发是对技术和自我的“较真”,那么市场推广则是完全不同的挑战。一方面,海外同类产品目前还没有被完全封锁,可通过贸易商获得;另一方面,本土客户对国产产品的稳定性仍信心不足。客户宁愿“外购”也不用国货,成为国产自主研发的高端零部件企业普遍面临的困境。
记者了解到,目前,毫束科技主要客户仅限于支持国产供应链的本土设备厂商和受到制裁的Fab工厂。
在公司走上正轨后,通过资源对接,张刚结缘了集成电路产业新兴之城——晋江。2024年10月,毫束科技(晋江)有限公司正式成立。
谈及选择晋江的原因,张刚说:“晋江对集成电路产业发展的支持力度和政府招商力度,让我深受触动。” 晋江集成电路产业园区的专业、专注及秉承的 “四到”和“单一窗口”服务理念更让他觉得接地气、实在。
去年国庆过后,张刚携全家人飞抵晋江;次日,全家入住人才公寓;不久后,子女入学问题也得到解决。福建省晋江集成电路产业园区在招商政策、人才政策、子女上学、对接客户资源等方面提供了全方位支持。
晋江集成电路产业园区相关负责人介绍,晋江打造超7000亩的“三生融合”芯产业社区,设立超50亿元的产业基金,目前累计招引超过1800名产业人才。数据显示,2024年,晋江以集成电路为核心的新一代信息技术产业全年规上企业产值超100亿元,同比增长48.6%。
入驻晋江芯智造产业园后,毫束科技有了更为清晰的发展路线图。张刚说,短期目标是将产品导入国内头部客户进行长时间测试;长期目标是提高产量和品质,逐步替代进口产品,占领国内市场,确保晶圆厂供应链安全。
晋江的产业集群为毫束科技提供了得天独厚的发展环境。目前,晋江集聚了包括杰为、良颐、芯宝等在内的50多个优质产业链项目,总投资突破千亿级大关,形成涵盖集成电路设计、制造、封测、装备零部件、材料等全产业链。
从北京到晋江,从技术攻坚到市场开拓,张刚说,未来,他将带领毫束科技在电子源这一半导体关键部件上刻下晋江印记。