文|張冰冰
編輯|阿至
36氪獲悉，北京矽瓷新能科技有限公司（以下簡稱「矽瓷新能」）近期完成近千萬元天使+輪融資，由金橋基金、水木創(chuàng)投、尚勢資本、產(chǎn)業(yè)投資人持股平臺溪瓷眾友聯(lián)合投資，資金將主要用于補(bǔ)充合成石英砂量產(chǎn)線流動資金。
「矽瓷新能」成立于2019年，專注于平臺級第三/四代半導(dǎo)體關(guān)鍵粉體材料制備技術(shù)，布局了氮化鋁、碳化硅、合成石英砂等多個產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體襯底、芯片熱管理、特種結(jié)構(gòu)件等領(lǐng)域。創(chuàng)始人丁溪鋒先后獲得清華大學(xué)學(xué)士學(xué)位和博士學(xué)位，一直從事化學(xué)工程相關(guān)工作。
目前，「矽瓷新能」已建成百噸級合成石英砂量產(chǎn)線，以及碳化硅、氮化鋁粉體中試線，產(chǎn)品向頭部客戶供貨，待客戶一致性驗(yàn)證結(jié)束后，預(yù)計(jì)2025年下半年進(jìn)入放量階段。
一、首創(chuàng)有機(jī)-無機(jī)聚合凝膠法，自研高純度低成本合成石英砂
合成石英砂、碳化硅等高端粉體材料同屬第三/四代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上游。其中，合成石英砂是制造石英坩堝、石英型材的關(guān)鍵原料，石英坩堝作為單晶硅生長的“容器”，決定著硅片質(zhì)量；石英型材則應(yīng)用于芯片制造的各個環(huán)節(jié)，保障工藝精度。
長期以來，高品質(zhì)的半導(dǎo)體用合成石英砂依賴進(jìn)口，日本三菱化學(xué)在全球處于壟斷地位。「矽瓷新能」創(chuàng)始人丁溪鋒博士介紹，日本三菱化學(xué)生產(chǎn)工藝為水熱法，采用有機(jī)硅在高溫高壓下進(jìn)行水解。這種方式產(chǎn)品純度高，顆粒均勻性強(qiáng)。但面臨的問題是成本太高，所以合成石英砂售價一直居高不下。
“十四五”規(guī)劃《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》中，將高純石英原料列為鼓勵類產(chǎn)品進(jìn)行重點(diǎn)突破。國內(nèi)企業(yè)也嘗試采用多種技術(shù)路線實(shí)現(xiàn)合成石英砂的國產(chǎn)替代，包括溶膠凝膠法、氣相沉積法、水玻璃離子交換法等，但由于上述技術(shù)路線無法兼顧品質(zhì)與成本，或難以實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，因此應(yīng)用于高端領(lǐng)域的石英砂一直以來未能實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代。
“我們把有機(jī)高分子中的聚合物技術(shù)，跨界應(yīng)用到無機(jī)粉體材料上，研發(fā)了聚合凝膠法，對純度、品質(zhì)、成本等因素進(jìn)行統(tǒng)籌兼顧?！倍∠h進(jìn)一步介紹，「矽瓷新能」聚合凝膠法采用比較廉價的含硅工業(yè)副產(chǎn)品作為原料，在水溶液中聚合，在常溫常壓下聚合成聚合物前驅(qū)體，再經(jīng)過高溫處理，得到高純合成石英砂產(chǎn)品。
聚合凝膠法一方面降低了原材料和整體設(shè)備投資成本，另一方面，聚合過程中，聚合單元能夠和原材料中的雜質(zhì)形成低沸點(diǎn)絡(luò)合物，在高溫煅燒階段去除，從而解決粉體純度問題。
「矽瓷新能」高純度合成石英砂產(chǎn)品
「矽瓷新能」目前已量產(chǎn)兩種純度規(guī)格的高純合成石英砂，分別是用于部分替代進(jìn)口天然石英砂的5N8級產(chǎn)品，和用于替代進(jìn)口合成石英砂的7N級產(chǎn)品；產(chǎn)品顆粒粒度分布可75μm-200μm之間調(diào)節(jié)；同時成本顯著降低。
工藝放大過程中，「矽瓷新能」從科學(xué)問題和工程問題兩方面入手，解決從小試、中試到量產(chǎn)放大中的品質(zhì)不均等問題。一方面團(tuán)隊(duì)基于加成聚合、脫水縮合等工藝核心機(jī)理的理解，解決底層問題；另一方面借助團(tuán)隊(duì)工程經(jīng)驗(yàn)，解決化工放大過程中的傳熱傳質(zhì)等工程問題。
二、合成石英砂放量在即，推動硅系列產(chǎn)品走向量產(chǎn)
通過聚合凝膠法粉體合成平臺級技術(shù)，「矽瓷新能」現(xiàn)已布局硅和鋁兩條產(chǎn)品線。其中，硅系列包含高純合成石英砂、半導(dǎo)體級4H-碳化硅粉體、陶瓷級3C-碳化硅粉體；鋁系列為第三/四代半導(dǎo)體導(dǎo)熱材料氮化鋁粉體，可以廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、光纖通信、光伏產(chǎn)業(yè)、精密光學(xué)器件等領(lǐng)域。
“我們的粉體材料是產(chǎn)業(yè)鏈上游的基礎(chǔ)材料，在不同行業(yè)的應(yīng)用中，對粉體的要求是相似的。例如，在碳化硅行業(yè)中，無論是新能源汽車還是特高壓輸變電，使用的碳化硅器件多種多樣，但對碳化硅材料本身的要求幾乎是一致的?！倍∠h分析，目前半導(dǎo)體行業(yè)整體行情處于上行階段，「矽瓷新能」未來3-4年會重點(diǎn)面向半導(dǎo)體行業(yè)進(jìn)行客戶拓展。
作為主打國產(chǎn)替代的產(chǎn)品，客戶重點(diǎn)考量的因素在于穩(wěn)定性和性價比?！靶詢r比這個確實(shí)比較有把握?，F(xiàn)在我們剛剛進(jìn)入客戶的供應(yīng)鏈，客戶對于我們產(chǎn)品的穩(wěn)定性肯定需要一段時間來考察，每個批次都能保持性能穩(wěn)定，才會開始大規(guī)模進(jìn)行替代。”丁溪鋒相信，聚合凝膠法結(jié)合了傳統(tǒng)成熟的化工工藝，工藝成熟度相對較好，同時保持連續(xù)化生產(chǎn)進(jìn)行品質(zhì)管控，將確保整個產(chǎn)品穩(wěn)定性通過市場驗(yàn)證。
「矽瓷新能」量產(chǎn)線
在此過程中，「矽瓷新能」也在持續(xù)與產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)合作，鞏固競爭優(yōu)勢。產(chǎn)業(yè)鏈上游，與龍頭企業(yè)合作，穩(wěn)定原料供應(yīng)；產(chǎn)業(yè)鏈下游，在量產(chǎn)階段引入產(chǎn)投方，拓展市場應(yīng)用并綁定大客戶。
目前，「矽瓷新能」已向行業(yè)頭部一級供應(yīng)商送樣，拿到小批量測試訂單，開始向部分頭部客戶供貨。丁溪鋒預(yù)計(jì)，大量的穩(wěn)定采購訂單會在客戶一致性驗(yàn)證結(jié)束之后開啟，2025年下半年將進(jìn)入放量階段，2026年整體收入預(yù)計(jì)將達(dá)到千萬級別，2027年隨著碳化硅和氮化鋁產(chǎn)品投產(chǎn)，收入將進(jìn)一步提高。
未來規(guī)劃方面，「矽瓷新能」將擴(kuò)大在國內(nèi)半導(dǎo)體行業(yè)的市場份額，綁定重要客戶，力爭明年現(xiàn)有生產(chǎn)線達(dá)到滿負(fù)荷生產(chǎn)；另一方面推動碳化硅從中試走向量產(chǎn)線，爭取明年建成碳化硅量產(chǎn)線，轉(zhuǎn)入試生產(chǎn)階段。
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本文來自微信公眾號“36氪未來產(chǎn)業(yè)”，作者：張冰冰，阿至，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。
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