近日,由沈阳产业技术研究院体系公司盛科创投联合其他社会资本完成对「中科金瓷」数千万元PreA轮增资,中科金瓷目前已完成沈阳产业化子公司的注册,落地于沈阳市航空产业园,正在与本地合作伙伴开展前期合作,后期将逐步落地建设生产线、进行本地化生产。本轮融资将用于进一步提升公司精密陶瓷零部件技术的开发能力,推进新产品研发和量产产品的标准化生产。
创始人刘智谋博士毕业于中国科学院金属研究所高性能陶瓷部,具备十余年的先进陶瓷材料的研发和生产经验。公司成立一年多,已经汇集了六十余名员工,公司多个核心团队成员拥有20余年的陶瓷行业量产经验,团队成员涵盖了陶瓷设计、产品开发、精密加工、生产管理、销售等多个领域资深人才。
公司紧抓高端产品“国产替代”和核心技术“自主可控”的战略机遇,致力于将「中科金瓷」建成为半导体制程精密陶瓷材料与部件领域的技术创新型企业。
目前公司主要产品包括各类陶瓷结构件、以及晶圆静电吸盘、陶瓷加热盘等精密陶瓷零部件,广泛应用于半导体制程设备、光伏新能源等多个细分领域,目前多款国产替代产品已进入国内知名半导体设备厂验证阶段。
公司主要产品
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精密陶瓷广泛应用于半导体制程设备
陶瓷材料在强度、精度、电学性能和耐腐蚀性等方面的优异表现,能满足真空、高温等特殊环境下的半导体制造复杂性能要求,是半导体制程中多道工艺设备的重要部件。精密陶瓷零部件广泛应用于光刻、刻蚀、薄膜沉积、离子注入、CMP等多个半导体制造关键流程的核心设备中,如轴承、导轨、内衬。
静电吸盘、机械搬运臂等,尤其是在设备腔体内部,发挥支撑、保护、导流等功能。在半导体设备中,精密陶瓷的价值约占16%左右。
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静电吸盘/加热盘均属于半导体领域的功能+结构的复杂型产品
静电吸盘是一种针对半导体制程中精密硅片的新型夹持器件。传统的晶圆夹持方法受众多真空制程限制,例如机械夹持容易造成盘片损伤、降低产品良率,而真空吸附在真空等环境失效,不能满足半导体产业技术需求。
静电吸盘主要原理是在绝缘介质两个极板间施加电压形成静电场,当物体靠近极板时由于静电感应而在物体表面感生与电极表面极性相反的电荷,从而因静电吸力而被吸盘吸附。
静电吸盘按吸附原理分为库伦型和J/R(琼斯背热)型。库伦型吸盘吸附力偏小,但对静电吸盘的微小缺陷不太敏感,并且可以工作在常温环境,实现起来较为容易,J-R吸盘吸附力大,但需要对吸盘进行加热,对吸盘的整体设计要求高。
典型的静电吸盘结构一般是类三明治结构,主要分为陶瓷电介质层、电极层、基底层。在夹持硅片的过程中,直流电压加持在电极上,形成电极与硅片之间的电极差,硅片则通过静电吸附力被夹持在静电吸盘上。
静电吸盘结构 图片来源:Shinko官网
加热盘为半导体制程中的加热载体,可实现均匀温度分布,对晶圆均匀加热,使衬底表面上进行高精度的反应。静电吸盘和加热盘原理和结构类似,均属于功能+结构的产品。
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静电吸盘&加热盘需要超高的性能和工艺要求
静电吸盘及加热盘制造工艺中最为重要的是与晶圆直接接触的陶瓷电介质层,主要分为氧化铝陶瓷和氮化铝陶瓷两大类,晶圆直接与陶瓷层接触并被吸附,需要高导热率、高耐磨性、良好电性能等综合性能要求。
此外静电吸盘、加热盘的吸附均匀性和温度均匀性是影响工序结果和晶圆健康的重要因素。
静电吸盘吸附力与陶瓷的材料性能密切相关,静电力与介电常数正相关,所以在陶瓷材料生产过程中需要通过材料及配方的设计及烧结工艺的优化,对陶瓷材料进行电性能调控。
吸附均匀性与陶瓷层及电极层加工精度等密切相关,电介质层厚度、掩膜与界面空隙、浮点的高度和平整度均会对吸附均匀性有很大的影响。例如J-R静电力需要静电吸盘与晶圆互相紧密接触,吸附力随着空隙增大会迅速下降,超过30nm会降至0,因此电介质与晶圆间距以及陶瓷表面粗糙度至关重要。
静电力与电介质与晶圆间距关系
温度均匀性通过加热电极设计以及基底的He气气道、水道等导热系统进行控制。制程中产生的热量可以通过通入He气来使晶圆降温,加热电极和循环冷却水的同时作用,使晶圆可以保持在一个稳定的温度,避免采用单一的冷却循环水,使制程过程中产生的热量无法计算,影响工艺的稳定性。
- 精密陶瓷市场长期受进口垄断,国产化市场有进一步替代空间
伴随着全球及中国半导体市场的不断扩增,泛半导体结构精密陶瓷市场规模逐步增长。根据弗若斯特沙利文数据显示,预计到2026年全球泛半导体先进结构陶瓷市场规模将达到514亿元,中国市场规模将达到125亿元。受益于半导体设备市场的增长,静电吸盘及加热盘市场规模逐步扩大,预计2028年静电吸盘中国市场规模达5.24亿美元,加热器中国市场规模达到1.72亿美元。
精密陶瓷技术研发难度大、海外厂商起步早,静电吸盘加热盘等精密陶瓷零部件市场长期被美国Applied Materials、Lam Research,日本SHINKO(新光电气)、Kyocera、NGK等厂商占据,全球半导体设备用精密陶瓷厂商高度集中,日、美、欧占据90%的市场份额。
中国在半导体的设计和制造链条中起步较晚,积累相对薄弱,精密结构陶瓷受进口垄断,2015年结构陶瓷国产化率仅约为5%,2021年提高至约20%,但半导体设备用结构陶瓷零部件国产化率仍较低。
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公司已完成全链条技术积累,核心产品已进行多轮验证
在陶瓷零部件制备方面,公司突破了国产精密陶瓷发展受高纯粉体原材料缺乏、高效工艺制程以及超精密加工能力不足的限制,具备通过粉体预处理和添加掺杂,烧结助剂,调阻剂等配方调配的性能调控能力,公司产品陶瓷体积电阻率可以达到E^8-10^11Ω*cm,依靠以流延成型、高温共烧等成型烧结技术,保证产品优异性能的同时产品几乎没有明显的变形;建立了大尺寸平面陶瓷超高精度加工能力,陶瓷表面凸起点的高度小于30μm、且12寸区域内每个凸起点高度差1%以内。真正掌握了从粉体制备、粉体处理、成形、烧结、机加工及检测各环节系统调控的核心技术与能力。
在下游应用领域,公司业务聚焦在半导体设备领域,专注于国产化替代和产品创新:国产化替代方面,公司主要解决半导体设备用精密陶瓷零部件国外垄断问题,在产品创新方面,公司通过从粉体调配到高精机加工全流程设计与优化,以核心技术赋能陶瓷配方与工艺创新。公司多温区加热盘等多款产品已经在国内知名半导体设备厂商进行多轮验证。
本轮融资完成后,公司将持续引进高端人才,加强研发人才队伍建设,助力企业快速实现静电吸盘、陶瓷加热盘等精密陶瓷零部件产品的国产替代和全球产品创新的开发落地。同步布局东北区域研发、生产中心,沈阳子公司已完成注册及实缴工作,落地于沈阳市航空产业园,目前正积极筹划产线建设、本地业务拓展中,部分产品外委小批量试产。通过多中心协同发展,进一步加快公司产品的推广,为客户提供可靠定制化产品和创新方案。
近年来,沈阳产研院成功打造了“盛科”品牌,创新探索了拨投结合、直接投资、研发外置、直投转股、校院联投等科技成果转化服务模式,累计支持重点项目50余项;拥有一支高学历、技术能力强、综合素质高的技术经理人队伍,全力打造了由首席科学家、青年人才和盛科研究生共同组成的人才引进、培养、激励与发展的体系;竭力构建“科技+产业+金融”生态体系,建成基金产品6支,基金总规模达6亿余元;坚持互联互通,与龙头企业共建企业联合创新中心30余家,加盟新型研发机构20余家,积极打造低空经济创新中心,承接清华大学-沈阳市青年创新创业实践基地、北京大学创新创业实践教育基地等科创资源枢纽,加入世界工业技术研究组织协会并成为会员单位,为新技术、新产品搭建产业链供应链对接平台。
沈阳产研院在理事会的领导下,正助力沈阳打造重大技术创新策源地,当好沈阳科技创新的“排头兵”,致力于建设成为东北区域综合类国家技术创新中心。
盛科创投管理的首支基金产品--沈阳市盛科成果转化基金是沈阳的首支科技成果转化基金,该基金于23年3月完成产品备案进入运营阶段。经过3年的快速发展,盛科创投已累计建设、管理及参与的基金产品6支,投资科技成果转化及科技创新项目16个,预计24年底管理规模达8亿元。盛科创投已经初步建设了覆盖科技成果转化的早期和成长期不同阶段的概念验证基金、转化基金、加速基金等产品,并通过建立中试基地专项基金以及新能源新材料等领域垂直行业基金,形成了多层次的科技成果转化与创新投资体系。
盛科创投后续将持续支持各类科技创新企业发展、探索科技创新投资新模式、为沈阳科技生态发展提供助力。
新松半导体(大气与真空晶圆传输手)、美行科技(车载导航)、航燃科技(两机测试服务)、远程摩擦(摩擦材料)、中科金瓷(晶圆静电吸盘与加热器等)、冷芯半导体(半导体微型制冷芯片)、中睿科技(3D探地雷达)、鑫谱晶体(特种光学晶体材料)、科利医疗(近红外II区荧光成像系统)、盛科鑫通(小口径人工血管)等。
原文始发于微信公众号(沈阳产业技术研究院):沈阳产研院投资企业「中科金瓷」落地沈阳
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