半导体&电子测试测量,投稿:kangpc@instrument.com.cn
秉承“国产科学仪器腾飞行动”宗旨,仪器信息网于 2018 年启动“国产科学仪器腾飞行动”之“创新 100”项目,通过筛选一批具备自主创新能力的中小仪器厂商,在企业发展的关键时期“帮一把”。五年以来,天时地利人和至,中国电镜产业迎来发展窗口期,国内电镜产业链企业们也纷纷抓住历史机遇,实现生机蓬勃的发展之势。2023 年迎来国产电镜的“全新时代”。
此背景下,“创新100”项目组在2023年底走进13家中国电镜产业链代表性企业,邀请电镜专家联合走访,探寻中国电镜产业发展进展,为发展新阶段赋能,也为 2024 年即将在苏州举办的“第三届中国电镜产业化发展论坛”的内容筹备作前期调研。
走访第3站,由仪器信息网编辑部主任傅晔、材料物性组编辑康鹏程组成的走访项目组走进深圳市速普仪器有限公司(以下简称“速普仪器”)深圳总部,速普仪器南区销售经理高瑾接待了走访一行人员。
——企业发展进展
2012年,深圳市速普仪器有限公司(SuPro Instruments)成立在深圳市南山高新科技园片区成立。这家新成立的公司拥有一群热爱产品设计与仪器开发的博士硕士年轻队伍,致力于材料表面处理和真空薄膜领域提供敏捷+精益级制备、测量和控制仪器,帮助客户提高产品的研发和生产效率、品质和使用体验。
速普仪器最早从真空镀膜技术出发起步。由于白手起家,在创业初期面临诸如研发资金投入、专家背书等困难,但凭借自身的技术积累,从镀膜仪的阴极部分入手,逐步推动了产品产业化并支撑起了后续业务壮大。
2016年,速普仪器利用镀膜仪阴极的销售额支撑了TEM透射电镜样品杆的等离子清洗仪、喷金仪、TEM样品杆存储站等产品的研发。到了2017年,速普仪器荣获国家高新技术产业企业的认证;2018年,喷金仪、TEM样品杆存储站、低真空等离子体清洗仪等上市;2019年,相关产品进一步升级迭代。
到了2020年,疫情爆发,速普仪器面临挑战的同时也发现了新的机遇。疫情期间,由于美国的产品禁售和“卡脖子”问题,许多大公司开始寻求合作,以寻求将涂层应力仪技术应用于光电薄膜和半导体实验上,以替代国外的薄膜应力仪产品。随后,速普仪器迅速行动,与国内半导体大厂合作,不断优化产品,提高重复性和精度,并完成产品研发升级。2021年,薄膜应力仪产品成功获得批量订单,实现了重大突破。
——助力国产替代
薄膜应力作为半导体制程、MEMS微纳加工、光电薄膜镀膜过程中性能测试的必检项,其测试的精度、重复性、效率等因素为业界所重点关注。对应产品目前业界有两种主流技术流派:1)以美国FSM、KLA、TOHO为代表的双激光波长扫描技术(线扫模式),尽管是上世纪90年代技术,但由于其简单高效,适合常规Fab制程中进行快速QC,至今仍广泛应用于相关工厂。2)以美国kSA为代表的MOS激光点阵技术(2000年代技术,曾获业界R&D100大奖),抗环境振动干扰,精于局部区域内应力测量,这在研究局部薄膜应力均匀分布具有特定意义。
2020年疫情爆发后,国内某知名半导体企业联系到速普仪器,询问是否能提供薄膜应力仪进口替代品。当时速普仪器已有的产品是FST1000,主要用于硬质涂层行业的薄膜检测。经过与该公司的沟通,速普仪器决定对设备进行升级。新产品将采用与MOS相同的方式,即矩阵形式的激光器,利用5×5激光点阵对样品表面进行扫描测量。
但在实际测试阶段发现数据客观性不佳,因此研发人员将仪器调整为单点矩阵方式,并参考了市场上的现有设备原理。得益于进口设备研发较早,产品多年未更新,速普仪器拥有后发优势,可以利用更先进的技术进行产品开发。在升级后,研发人员将新产品FST2000带到半导体厂进行测试,但也遇到了一些问题,如重复性不佳等。
机缘巧合之下,在朋友的介绍下,速普仪器与一家国内遥遥领先的半导体企业联系对接合作。针对产品开发的问题,不同于此前的企业,这家企业对速普仪器设备的开发要求更有连续性,不断帮助速普仪器与国外设备进行对比测试,找出差距和所需的数据。为此,速普仪器专门招聘了微电子专业人员进行了几个月的测试,包括环境、数据重复性和精度等方面。最终成功研发出薄膜应力仪FST5000。公司的产值也在疫情期间得到了极大的飞跃。
——国产电镜发展观点
售后成本融入制造成本中,把售后做在售前——高瑾表示,对于故障率的问题,公司注重预判和预防,而非事后处理。不会因为追求降低制造成本而在产品质量上偷工减料。现在人工成本高昂,考虑到差旅等开销,她认为过多的售后服务并不必要。她建议将资源更多地投入到产品前端,以提高产品质量和用户体验,从而赢得客户的口碑。
解决仪器稳定性问题,规范化的批量生产非常必要——以喷金仪的生产为例,目前速普仪器已经完全实现了批量生产。对于小型产品,每批次可以生产约50台,从过去的纯手工制造(每年仅能产出几台)到现在能实现小批量生产,速普仪器内部付出了很多努力。
起初,相关团队规模很小,不到10人。到2020年,速普仪器招聘了相关专业人才,并吸收了一些经验丰富的车间师傅,帮助公司将组装工作规范化。最终生产能力获得数量级提升。
作为销售团队的一员,高瑾曾担心量产的前期投入和销售压力。但现在看来,为了解决产品稳定性的问题,特别是对于这类小仪器,进行批量生产是非常有必要的。虽然成本是一个考虑因素,但实际上,在规划合理的情况下,人工装配5台和50台所需的时间并不会相差太多。
附1:2024年4月,“第三届中国电镜产业化发展论坛”将在苏州举办,现进入论坛内容筹备阶段,为更好解决产业痛点,切实助力产业发展,现向广大网友征集论坛内容建议,欢迎大家积极参与,建议被采用的网友或专家将获得论坛定向邀请函,邀请现场与电镜业界专家、企业精英共议行业发展!
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附2:2023年年底中国电镜产业链系列走访名单
走访企业 |
聚束科技 |
惠然科技 |
速普仪器 |
大束科技 |
格微仪器 |
康尔斯特 |
祺跃科技 |
雷博科仪 |
屹东光学 |
苏州冠德 |
上海精测 |
纳克微束 |
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