离子注入技术国际领先

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凯世通:国产离子注入机的圆梦者
2017-11-17    Source:上海证券报 A+A-
2009年,美国硅谷,在与中国“02专项”(即《极大规模集成电路制造技术及成套工艺》项目,因次序排在国家重大专项所列16个重大专项第二位,在行业内被称为“02专项”)调研组深入交流后,51岁的陈炯博士,毅然决定回国发展。彼时,陈炯已是盛名在外的离子注入机专家,是硅谷一家知名公司AIBT的创始人之一兼首席技术官。陈炯还说服了并肩作战的四名同事,他们全部是世界一流的离子注入设备专家。“大家从头开始,打造一个属于中国的高端装备品牌”。

⊙记者 吴柳雯


2009年,美国硅谷,在与中国“02专项”(即《极大规模集成电路制造技术及成套工艺》项目,因次序排在国家重大专项所列16个重大专项第二位,在行业内被称为“02专项”)调研组深入交流后,51岁的陈炯博士,毅然决定回国发展。彼时,陈炯已是盛名在外的离子注入机专家,是硅谷一家知名公司AIBT的创始人之一兼首席技术官。陈炯还说服了并肩作战的四名同事,他们全部是世界一流的离子注入设备专家。“大家从头开始,打造一个属于中国的高端装备品牌”。


高端装备领域,美日巨头虎视眈眈,靠技术专利筑起铜墙铁壁。8年过去了,陈炯团队的“国产梦”成功了吗?他们的产品做得怎么样了?


日前,由全国股转系统和上海证券报社组成的2017“新三板万里行”调研团队探访了这群海归博士创办的公司——上海凯世通半导体股份有限公司。


毋庸置疑,这个由顶尖技术专家组成的创业团队,已取得不俗成果。70多项国内外专利成功绕开巨头的围追堵截,应用于光伏领域的离子注入机奠定行业领跑者地位,国内首台AMOLED柔性屏制程离子注入机已进入验收阶段。一幅国产高端装备成功突围的画卷正在世人面前徐徐展开。


曲线突围


接受本次调研的前一天,凯世通董事长陈炯还在无锡参加行业会议,当天深夜才赶回上海,尽管风尘仆仆,却难掩满脸喜悦,他向凯世通其他几位高管通报了“战绩”:“昨天收获不菲。到场的都是国内主流的光伏电池制造商,大家肯定了我们的成绩。有一点我觉得说得非常诚恳——他们说,光伏里面谁也不敢碰的一块领域,被我们做成功了。”


离子注入技术,主要应用于集成电路领域。国内为数不多的几家研发机构,都把目光放在这一领域。凯世通并没有沿用行业惯有的路径,而是选择了无人碰触的光伏行业,研发可应用于高效电池生产的离子注入设备。


“如果我们做的装备已经有人在做,那么根本没有希望。”陈炯告诉记者,“02专项”扶持了一批高端装备企业,但随着技术研究的深入,大家陷入了某种尴尬境地:国际巨头全面封锁,国内产业链尚未建成,装备企业即使有了研究成果,也缺少在大生产线上的验证和完善。一步慢,步步皆慢。


等待不是办法。于是,在经历了短暂的探寻后,陈炯毅然决定,暂时搁置所擅长的集成电路领域,率领团队转战光伏市场。


光伏领域的离子注入机,主要应用于太阳能电池的“扩散制结”环节,通过在硅电池表面掺杂磷/硼,来增强电池的发电效率。相比较于传统的“热扩散”工艺,离子注入技术优势明显:能够实现单面准直掺杂,具备良好的掺杂均匀性、掺杂元素的单一性,而且很容易实现掺杂区域的图形化注入。


就好比烤肉。传统的“热扩散”工艺是用火堆将肉烤熟,人工撒上酱料,烤出来的食物可能因为受热不均匀而半生半熟,也可能因为烤肉粉撒得不均匀而半咸半淡,况且火堆烤肉费时费力不环保。而离子注入机就像是带有自动喷洒酱料功能的烤箱,烤出来的食物受热均匀、咸淡适中、节省人力,既美味又环保。


2017年1月,凯世通与中来股份子公司泰州中来光电签订设备批量采购协议,价值1.16亿元,这标志着公司真正实现了从研发型企业到生产型高科技企业的成功转型。


国产制胜


这样一台机器,能拼得过外国巨头公司吗?


在样品设备展示现场,工作人员不无骄傲地表示:“第三代产品出来后,我们已经甩开了对手。我不能说完全没有潜在竞争对手,但至少在当下,我们握有市场的定价权。”


光伏离子注入机,国外并不是没有人尝试过。但由于离子注入机生产效率低、造价昂贵、占地面积大,一直都没有在光伏产业上得以普及应用。最早“吃螃蟹”的美国某公司在该领域投入大量资金,因为设备过于昂贵,无法满足光伏企业量产的诉求,现已退出市场。


陈炯表示:“凯世通的设计初衷,就是要让客户买得起用得上。”根据太阳能电池工艺的实际需求,凯世通为客户量身定制了大束流离子注入机。通过设备的本土化、定制化以及生产线工艺上的精益求精,凯世通把“烤箱烤肉”的成本降到了和“火堆烤肉”相同水平。外国巨头做不到的事情,这个海归团队研究了8年、更新了三代产品后,终于成功。


陈炯给记者算了一笔账:与竞争对手相比,凯世通现在推出的产品,性价比高了3倍。“我觉得中国人在降成本、提产能方面,有着特殊禀赋。中国人没有思维定势,惰性也不强,外国人翻不过去的山,中国人总能找到一条路,抵达目的地。”陈炯笑言。


由于产品定位准确,切入点精准,且提效降本具有高性价比优势,目前已经有多家主流电池厂商与公司洽谈。按照市场测算,凯世通明年的产值将达到数亿元。


再扩版图


在光伏领域成功后,这群海归创业团队又把目光重新聚焦到集成电路。这次,他们直接瞄准了行业最前沿,研发应用于AMOLED柔性屏的离子注入机。


离子注入机作为AMOLED制程工艺的关键设备之一,全球只有一家供应商——日本日新电机。目前,尽管以京东方、华星光电、天马科技为代表的中国面板企业积极投建AMOLED产线,但实际上,整体产业链国产化配套仍然受到严重制约。


在国内面板企业的大力支持下,凯世通开始积极推进六世代LTPS/AMOLED的离子注入机设备研发。目前,公司已经完成整个工程软件的开发,第一台具有自主知识产权的国产设备即将投入到某大型生产线上,进行产品验证和完善。


商用离子注入机主要集中于泛半导体领域,包括光伏、集成电路、新兴集成电路显示等。如果思维更开阔一点,离子注入技术还可以应用于新材料领域,作为金属加工制造的一种手段,实现新型材料改性。比如,凯世通研究团队正在探索的另一个方向,是研究心脏支架所用的镁铝材料,通过离子注入技术增强其耐腐蚀性,从而延长心脏支架的使用寿命。
光伏离子注入机,作为凯世通业务版图中最为成熟的一块,正处于业务爆发的前夜。而凯世通的“掘金之路”,才刚刚开始。


2016年,在上海市政府大力支持下,凯世通在上海临港购置了总面积逾1.5万平方米的土地,将建成现代化的离子注入设备及相关产品的大型生产基地。


2017年11月,在刚刚落幕的十九届中国国际工业博览会上,凯世通带着其最新一代的光伏离子注入机IPV3000参展,荣获了中国国际工业博览会创新银奖。


百舸争流千帆竞,凯世通的快速发展通道,开启得正是时候。(参与本次调研人员:王晓峰、吴柳雯、郑培源、杨伟中、卢梦匀)

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