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75岁老将投身第三代半导体,在上海做出“全球首条”!

2008年,中国工程院院士梁骏吾提出了一个困扰科学界与工程界几十年的难题:怎样在3400°C的超高温下提纯高纯石墨,同时

2008年,中国工程院院士梁骏吾提出了一个困扰科学界与工程界几十年的难题:怎样在3400°C的超高温下提纯高纯石墨,同时保证容器和加热设备不被融化?

当时,已在材料工程领域攻关数十年的技术老兵王春龙,默默接下了这个任务。

2022年底,他在上海嘉定创办臻芯龙为(上海)半导体材料有限公司(简称“臻芯龙为”),正式向这道“无解之题”发起冲锋。

这个难题为何非解不可?

因为碳化硅衬底是芯片的根基,可它太贵。下游企业盼着价格降一半,才好降本扩产。而降价的关键,正是攻克3400°C提纯这道关。

两年后,这位75岁的老兵成功了。臻芯龙为做出了国内首条在3400°C超高温下连续提纯高纯石墨的生产线。这一技术不仅实现了容器和加热设备完好无损,更让碳化硅衬底成本直接腰斩,真正用中国技术把价格“打”了下来。

从接下院士难题,到用手绘产线改写行业成本曲线,王春龙和他的臻芯龙为做对了什么?

01

一位聪明少年的半个世纪攻关

臻芯龙为的创始人王春龙,今年75岁,他的创业故事,始于小学一年级。

那年,苏南农村来了个木匠,邻居拿来一口铁箍想修复水勺。

木匠摆手,说这箍尺寸太小,不可能装上水勺。大人们不信,便让年幼的王春龙试试。小王春龙盯着那口水勺,想起“铁是可以打大的”。他拿起锤子,沿着箍边一圈圈敲。一次成型,铁箍严丝合缝装上了水勺。

“这孩子长大一定有出息!”大人们的夸赞让他第一次尝到了“把不可能变成可能”的甜头。从那以后,他下定决心:什么东西都要搞明白,不能让人看扁。

这份信念驱动着他一次次闯入无人区。他攻克过煤矿液压支架的橡胶超高压动密封难题,让一家民营企业成为行业唯一的“最佳供应商”;在多晶硅卡脖子的时代,他打造出的多晶硅提纯产线,引领整个行业实现突破……

“别人说难的东西,我一定要去看看它到底难在哪里。”

这句话,几乎贯穿了他的一生。

2008年,中国工程院院士、中国半导体材料奠基人之一梁骏吾先生向他提出了一个困扰科学界和工程界几十年的难题——高纯石墨的物理法提纯,是公认最好的技术路线。而石墨提纯到半导体级别,就得加热到3400°C以上。可问题是,温度一到这个数,装石墨的容器、加热的设备,自己先融化了。

梁院士对王春龙说:“全世界都想做,谁都做不出来。你擅长解决工程难题,能不能研究看看?”那一刻,童年的那股兴奋劲又回来了。他把这件事放在心里,一琢磨就是十几年。

2022年底,在投资人的推动下,他在上海嘉定创立臻芯龙为,开始攻坚。2023年,作为嘉定区政府重点引进项目,在区两级政府领导大力支持下,正式启动成果转化。公司成立不久,其设备生产的高纯石墨成功出炉。臻芯龙为实现了超高温物理法连续提纯技术,首台套生产线正式落地。

2024年6月,公司投资4000万元建成的全自动生产线成功贯线;2025年5月,公司完成产线调试。

从敲铁箍的少年,到70岁再出山的老兵,王春龙始终在路上。

02

首创核心技术,破解行业难题

臻芯龙为生产的高纯石墨,是第三代半导体碳化硅长晶的核心原材料。目前已知的技术路线,都采用高温加化学的方式。因为持续稳定的3400°C的超高温工作温度极难达成,所以常规的工艺只能在2600~2800°C的区间通入氯气、氟利昂等腐蚀性气体,用化学法降低杂质沸点的方式来辅助提纯。

但这种方法污染重、能耗高,更致命的是批次一致性难以达到理想要求。残留的化学气体还会导致晶格畸变,后续的长晶过程中容易引发晶体缺陷。

“就像砌墙用的砖块本身就不规整,墙怎么可能砌得好?”

结果是下游碳化硅衬底长晶环节的材料利用率不理想,导致成本高居不下。“行业目前的利用率不到30%,8千克粉放到坩埚里去,就出来2千克左右的晶锭。”剩下的全是废料,连带着热场消耗和长达一周的电力等损耗,直接增加了下游的边际成本。

臻芯龙为的突破在于:不借助任何化学试剂,用纯物理的方式解决问题。

“核心是在于温场设计思路。”王春龙解释,团队独创了一套技术,把物料加热到3400°C以上,让杂质挥发掉,同时把热量严格限制在很小的区间内,“设备外壁甚至可以手摸,一点都不热”。这种全新的加热方式,实现了材料的连续化生产。

这项技术带来了3个实打实的优势。首先是纯度高,稳定达99.9999%的纯度,同时实现了零排放零污染。其次是一致性强,连续式生产,就像流水线作业一样,每一克粉都是一模一样的“优等生”。最后是单位产能大,原来需要投50台设备,现在1台就足够,从而实现成本可控,达成下游企业梦寐以求的价格。

03

从AR眼镜到万亿元产业链

实现了技术突破后,在民用领域,臻芯龙为瞄准了一个快速爆发的市场——AR眼镜。

碳化硅材料因其2.7的超高折射率和优异的散热性能,被视为AR眼镜波导片的终极材料。同样的光路,利用碳化硅可呈现更大的画面;同样的芯片功耗,它能散出更多的热。

应用上唯一的障碍就是价格贵。其镜片成本一度占到整副眼镜价格的一半以上。

“2024年全球AR眼镜出货量才100多万副,2025年就冲到600万副,这个速度比手机数量增长快了3倍。我们可以把镜片材料的成本打下来一半,突破碳化硅波导产品的0到1。”王春龙说。一旦这个壁垒被打破,AR眼镜的普及将真正进入快车道。

2025年起,公司正式走向市场化。目前,臻芯龙为的产品已送样至多家头部企业验证,正在用高纯石墨撬动一个个万亿元级新市场。

公司的接力棒,也交到了下一代手中。前不久,公司现任总经理、王春龙的女儿王琛茜,与父亲并肩站上“创·在上海”国际创新创业大赛的舞台,一同参赛比拼,接受系统化的创业培训。

作为新生代力量,王琛茜已投身父亲深耕的第三代半导体产业,父女二人携手前行,在技术攻坚的同时,以专业的管理思维为企业发展注入全新活力,让臻芯龙为在技术优势之外,实现了团队与运营管理的升级迭代。

未来5年,公司的目标是打造完整的第三代半导体材料产业链,实现百亿元产值,成为具有行业影响力的碳基半导体材料企业。

从那个敲铁箍的少年,到75岁仍在创业一线的老兵,王春龙用一生践行最初的信念。而这份源于童年的执着,正在上海这片土地上,长成改写半导体材料产业格局的中国力量。