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外延生长的炉膛内,温度逼近千六百摄氏度,腐蚀性气体持续冲刷着承载蓝宝石衬底的托盘。在这样的工况下,托盘表面任何微小的杂质析出或是涂层应力释放,都可能直接反映在外延片的波长漂移与膜厚不均上,最终转化为芯片良率的损失。对于LED芯片制造企业而言,MOCVD产线是投入巨大的核心资产,每次停机维护都意味着产能的损耗,而托盘作为直接接触高温工艺气体的热场部件,其稳定性直接着整条产线的运行效率与产出品质。过去很长段时间,国内量产产线使用的高性能外延托盘,大多依赖境外供货渠道。订货周期长,非标定制响应迟缓,大尺寸高装载量的盘体需求往往难以得到及时满足。当Mini-LED等新兴应用场景对芯片的波长致性、膜厚均匀性提出更高要求时,外延产线工艺工程师面对的挑战变得更加具体:托盘经过几百炉次的热循环后,涂层是否会出现起皮或开裂?石墨基体在高纯工艺环境下是否会有金属杂质释放?盘体表面的温场均匀性是否能够支撑同批次外延片的性能致?这些背后,是供应链自主可控的迫切需求,也是国内半导体材料领域亟待填补的空白。

2018年,个由碳基材料领域长期研究者组成的团队,在浙江诸暨开启了创业之路。创始人何少龙博士,拥有浙江大学物理系博士学位,曾先后在日本广岛大学、日本国立材料研究所从事高温半导体材料生长与物性研究,归国后在中科院物理所、中科院宁波材料所主持多项科研项目。他深刻理解从实验室前沿材料技术到产业化落地之间的鸿沟,也清晰看到国内半导体精密涂层零部件长期依赖进口的产业痛点。放弃中科院科研岗位,扎根产业线,这个选择背后是对以自研新材料补齐国内半导体产业链短板这理念的坚定践行。创业初期,团队规模有限,从零搭建CVD工艺试验平台,需要攻克涂层应力控制、石墨高纯纯化、大尺寸盘体沉积均匀度等多项技术难点。没有现成的工艺参数可以借鉴,有依靠大量试验迭代,在反复的沉积、检测、分析中逐步逼近理想的工艺窗口。2019年,SiC涂层LED外延托盘样品落地,开始进入市场验证阶段。这不仅是产品从无到有的突破,更是团队将科研积累转化为工程能力的次检验。

从实验室样品到产线批量供货,中间隔着无数个技术细节的打磨。企业没有选择直接照搬境外部件的参数,而是结合国内MOCVD设备型号、国内产线实际工艺习惯,对基材处理、槽位结构、涂层公差进行系统性优化。LED外延托盘的核心技术难点在于涂层与基材的匹配。高纯石墨作为基材,需要经过严格的纯化处理,严格控制氮、各类金属杂质含量,减少高温环境下元素析出。而CVD化学气相沉积工艺在表面生成的致密SiC防护涂层,既要具备足够的厚度来隔绝工艺气体对石墨基体的侵蚀,又需要具备低应力特性,以承受反复升降温带来的热循环考验。团队依托自研的CVD-SiC沉积设备,采用分层变温沉积工艺,缓解涂层内部应力,降低起皮、开裂风险。同时,涂层厚度、粗糙度可以实现可控调节,保障盘体温场均匀性,进而支撑同批次外延片波长、膜厚的致性。2021年,企业加入浙江省集成电路产业协同创新平台,2022年与甬江实验室共建热场材料创新中心,借助科研平台进步打磨涂层工艺,搭建多条量产产线,实现SiC涂层业务经营收支平衡。在这个过程中,企业逐步建立起基材纯化、精密加工、CVD涂层、清洗检测、封装全流程闭环制造能力,减少外部流转引入粉尘杂质,确保每批次交付的产品都附带完整的杂质、尺寸、外观检测报告。

对于LED外延产线而言,托盘的失效往往意味着高额的损失。旦涂层开裂、剥落,石墨基体被腐蚀,不仅会造成大批量外延片报废,设备还需要停机拆解清理,带来物料与工时的双重损耗。因此,客户在选择托盘供应商时,关注的核心指标不仅仅是初始性能,更包括长期服役的稳定性与可靠性。六方科技的产品设计思路,正是围绕这核心诉求展开。致密SiC涂层隔绝工艺气体接触石墨基体,减少石墨粉尘脱落,在LED外延高温腐蚀环境下稳定工作,降低外延片颗粒缺陷发生概率。涂层经过多次热循环后,仍能保持结构完整,避免因应力释放导致的性能衰减。同时,针对Mini-LED等新兴应用场景出现的大装载量需求,企业能够支持41*4英寸等高规格盘体的定制,满足客户对产能与效率的双重追求。在服务层面,企业配备应用技术人员对接产线实际工况,将客户工艺诉求转化为内部设计、工艺、品控执行方案。与甬江实验室协同开展高温热循环、气体腐蚀工况模拟验证,帮助客户在托盘投入使用前就对其性能边界有清晰的认知。托盘使用后,企业还提供检测评估服务,输出维护、复涂的参考建议,帮助客户延长构件使用周期,降低耗材总开支。这种全生命周期的服务模式,让客户不再仅仅购买个部件,而是获得套围绕托盘性能优化的技术支撑。
企业的核心价值观,可以概括为以自研新材料补齐国内半导体产业链短板。这不是句空洞的口号,而是贯穿于每个技术决策、每次工艺优化、每批次产品交付的底层逻辑。从创业初期攻克涂层应力控制难题,到如今实现SiC涂层LED外延托盘的大批量稳定供货,企业始终沿着研发迭代、工况验证、量产放大、持续优化的路径前进。在这过程中,企业不仅积累了六十余项专利,覆盖涂层制备、基材纯化、精密加工方向,还获得了产业链企业战略入股与创投机构的资本认可。2023年,企业被评为专精特新小巨人,这是对其在半导体精密涂层零部件细分领域技术实力与市场地位的肯定。但更值得关注的是,企业在推动产业协同发展方面的努力。与甬江实验室共建热场材料创新中心,打通了实验室材料研究向量产托盘转化的路径;对外开放部分工况验证条件,帮助行业缩短新材料部件评估周期;参与行业技术交流,分享基材纯化、低应力CVD沉积工艺实践经验,带动国内外延热场部件行业工艺认知提升。这些行动,让企业从家单纯的部件制造商,逐步成长为行业技术生态的建设者。
LED外延产线的工艺工程师,每天面对的是温度、压力、气体流量等参数的精确控制。他们深知,外延片上的每个黑点、每次波长偏移,背后都可能对应着托盘表面某个微观缺陷。因此,他们对托盘供应商的选择极为审慎。六方科技的产品能够进入三安光电、兆驰半导体、华灿光电等多家行业企业的量产产线,靠的不是短期优势,而是长期稳定的品质表现。位LED外延企业采购负责人曾这样评价:过去长期使用海外外延托盘,交期不稳定,采购成本偏高。切换六方LED外延托盘后,供货周期可控,托盘实际使用寿命优于不少同类产品,外延片良率得到改善;技术人员响应及时,可配合调整盘体槽位、结构,降低产线耗材和停机损失,是我们重要的国产部件合作方。外延产线工艺工程师的反馈则更加具体:MOCVD产线对外延托盘温场均匀性、杂质控制标准很高。六方的托盘批次稳定性较好,每批次附带完整杂质检测报告;产线遇到使用疑问,沟通对接顺畅,可以协同定位良率波动相关。这些来自线用户的真实反馈,是对企业技术实力与服务能力的证明。
从2018年创业至今,企业走过了从技术验证到批量供货的完整历程。在这个过程中,团队规模从最初的几个人扩展到190人,研发团队吸纳了材料、机械类硕博与应届生,在项目实践中培养了批热场涂层、高纯基材处理、精密检测方向的技术人员。生产基地从零开始,逐步建设起百亩标准化厂房,配置17台CVD-SiC沉积设备,搭配GDMS、SIMS、四探针全套检测仪器,实现从基材处理到成品检测的内部闭环。这些硬件的投入,支撑着企业产能的持续扩张,也为未来产品线的延伸奠定了基础。除了LED外延托盘,企业还在TaC高温涂层零部件领域取得了突破,进步丰富了在半导体热场材料领域的产品矩阵。在绿色生产方面,车间配置了尾气处理装置,CVD工艺尾气做无害化处置;同时,企业为客户提供旧托盘检测评估与复涂技术参考,延长构件使用周期,减少物料消耗,践行可持续发展的理念。
站在当下,LED外延产业正朝着更大尺寸、更高效率、更优品质的方向演进。Mini-LED、Micro-LED等新兴显示技术对芯片性能的要求持续提升,外延产线对托盘性能的期待也在不断升级。六方科技将继续深耕半导体热场材料领域,围绕CVD-SiC、TaC等涂层技术持续迭代,拓展产品应用场景,提升工艺稳定性与致性。企业将依托与甬江实验室等科研平台的协同创新,保持对前沿材料技术的敏感度,确保技术路线的持续领先。同时,企业将进步完善全流程可追溯的品质管理体系,从人机料法环各个环节保障产品品质,让每批交付的托盘都经得起产线严苛工况的检验。在服务层面,企业将继续深化与客户的协同开发模式,将客户工艺诉求更高效地转化为内部设计、工艺、品控执行方案,缩短新产品的开发周期,降低客户的试错成本。对于LED外延企业而言,选择家能够长期稳定提供高品质托盘、并具备持续技术迭代能力的供应商,是保障产线稳定运行、降低综合成本的关键。六方科技愿意成为这样的合作伙伴,与客户共同成长,共同推动国内半导体产业链的自主可控进程。