【求是芯星】浙江六方半导体科技有限公司创始人何少龙

原创 求是缘半导体联盟 2024-05-22 13:18

被访嘉宾简介  

本期被访嘉宾来自于求是缘半导体联盟会员单位:浙江六方半导体科技有限公司创始人何少龙博士。

 (图为被访嘉宾何少龙教授)
何少龙于2005年获得浙江大学物理系博士学位。2005-2008年日本广岛大学讲师、国立材料研究所博士研究员,从事先进碳基材料研究。2008年加入中科院物理所,2016年加入中科院宁波材料所。2018年何少龙博士在浙江诸暨创立浙江六方半导体科技有限公司。
何少龙博士长期从事先进材料研究,包括石墨烯、碳化硅等先进碳基材料生长及物性研究。迄今在Nature Materials、Nature Communications、Phys. Rev. Lett.、PNAS等国际顶级学术期刊上发表了30多篇论文;被邀请在美国March Meeting、日本半导体年会、香山会议等国内、国际重要学术会议作邀请报告。何少龙博士已主持6项国家自然科学基金委项目包括基金委重点项目,参与多项科技部973项目和国家重点研发计划等。
何少龙博士几十年来专注于材料领域,既具备深厚的材料学术研究背景,又亲历材料领域创业,对材料领域的见解颇为深刻。欢迎您与我们一起听何少龙博士分享他对我国材料产业发展的观点,了解六方科技团队的创业故事。
求是缘:可否请您为我们科普一下:何为热场材料?作为重要的热场材料:CVD-SiC、CVD-TaC、CVD-SolidSiC等具备哪些特点,才能适配严苛的热场应用环境?
何少龙:“热场材料”,顾名思义是指在高温环境中使用的材料。我们今天所谈及的热场材料,特指应用于半导体设备领域的热场材料。
半导体设备热场材料除了具备首要特征:“耐高温”之外,还需要具备“超高纯度、耐腐蚀”的特性。常用的热场材料有高纯等静压石墨、碳化硅陶瓷等。

(TaC涂层制品)

我们公司主要研发和生产的热场材料有:CVD-SiC涂层、TaC涂层、CVD整体SiC(CVD-Solid SiC)、高纯SiC陶瓷材料。
 
然上述几种材料都具备:超高纯度、耐高温、耐腐蚀的共性特征,但是具体功能和使用场景仍略有差异。
TaC涂层的耐高温能力最强,能匹配2000°C以上的环境使用需求,比如用于PVT法生长SiC单晶炉内的热场部件。
SiC涂层更适用于1800°C以下的场景使用,通常用于各种外延托盘,典型的有LED外延托盘、单晶硅外延托盘。 
高纯碳化硅陶瓷(通常要求纯度好于4N)机械强度优于等静压石墨,典型应用包括扩散、氧化设备中的晶舟、炉管等。
CVD-整体SiC是用CVD法沉积得到的块材,相比于烧结法得到的SiC陶瓷,具有更高的纯度、更好的致密性。CVD整体SiC可作为半导体刻蚀设备中的聚焦环、反射镜材料。
求是缘:面向先进集成电路工艺节点的涂层零部件(SiC、TaC等)的供应几乎由外资友商垄断。能否从您的视角来剖析导致如今供应格局背后的原因?如何破局?
何少龙:先从一个整体视角来看,不仅只有我们集成电路涂层零部件被垄断;还有不少领域、不少产品处于被长期垄断的局面。
回顾科技产业发展历程,我们不得不承认:西方国家在基础研究、先进技术创新有先发优势。
以半导体领域为例,以晶体管为基础的集成电路技术上个世纪就发端于西方国家;围绕集成电路的生产工艺、设备以及配套的零部件经过几十年的沉淀、持续迭代,因此西方国家在半导体设备及零部件上具有垄断地位、掌握先发优势也是自然而然的事情。
半导体产业链很长,链上的每一个环节都有需要突破的点。因此要想实现半导体产业链的自主可控,需要结合团队的背景、实力选择产业链中合适的节点开始突破。
半导体领域的国产替代一般是先从重要设备及零部件开始,逐步扩展到像SiC涂层零部件等很细分的领域。
SiC涂层产品属于半导体耗材中一个细分的领域,长期被垄断的原因在于:涂层是一个既有一定技术壁垒、又相对细分的领域。
总结下来,导致涂层零部件被西方国家长期垄断的背后原因有两点:一是西方国家的先发优势。二是涂层零部件是一个有技术壁垒且相对细分的领域。该领域之前没有被重点关注,最近才被重视并且开始进入国产替代进程。
如何破局呢?一方面,我们应该学习国外先进公司在涂层技术上的优点;同时从材料制备的基础研究出发,一步一个脚印,不断积累,不断进步。
另一方面,我们也不能被先行者束缚住自己的创新意识。我们在公司内部强调基础研究和技术创新,激励年轻同事静下心来去钻研,追赶并超过国外同行,争取有朝一日我们也成为领先者。
求是缘:您如何看待宽禁带半导体材料(第三代)对设备、零部件、材料产业的提振利好效应?碳基材料涂层产品在第三代半导体材料产业链中细分工艺场景,又有哪些用武之处?
何少龙:我曾经参观过国内12吋硅基外延片厂,我看到里面所使用的设备、零部件和材料几乎全是外资品牌。
窥一斑而知全豹,硅基半导体产业始于上个世纪五十年代,以欧美为主的供应链产业生态已磨合多年。在硅基领域,我们是后来者。因此当我们想在硅基产业链上去打破已经成熟稳定的供应链格局,付出的代价会更大。
我国的第三代半导体产业与国外差不多同时起步,因此对于我们的设备、零部件和材料供应商来讲是一个非常大的利好,因为大家都处于同一个起跑线上。
第三代半导体的制造工艺与硅基半导体制造工艺是有差异的,并不是简单的技术平移。
SiC因其特殊的工艺特点导致与之适配的设备、零部件和材料必须重新研发,并不能直接复制硅基工艺。
我们以SiC长晶工序来举例,SiC长晶目前主流的方法是物理气相输运法(PVT)、与硅基的液相拉晶工艺完全不同。因此在长晶设备研制上,国产设备表现亮眼,占据了主要的市场份额。其他第三代半导体的制程工艺也类似,因此国产设备,零部件供应商获得了相对好的发展窗口期。
求是缘:请您再为我们介绍:六方科技的涂层产品及解决方案的构成内容?以及其所覆盖的应用场景?

何少龙:六方科技围绕半导体热场环境为核心,基于不同的细分应用场景提供半导体级的高纯涂层产品解决方案。

 
如图所示,我们的产品分布于各种半导体产业链的不同制程环节,具体如下:
1.应用于第一代半导体拉晶的导流筒;
2.应用于包括硅、碳化硅等各种半导体的外延托盘;
3.应用于化合物半导体衬底和外延设备及工艺领域的TaC涂层的导流环;
4.用于硅及碳化硅扩散设备的晶舟、炉管、舟桨;
5.用于半导体刻蚀设备的高纯SiC刻蚀环。
求是缘:在显示面板领域:从Mini LED→Micro LED过程中,新一代显示外延工艺对碳基涂层零部件有哪些特别的要求?六方的涂层产品解决方案在显示面板领域取得哪些进展? 
何少龙:Mini LED和Micro LED区别明显。Micro LED是真正的微型显示处理单位,而mini LED与当前普通LED没有本质区别。
Micro LED凭借其卓越的色彩呈现效果,待未来突破各种技术卡关后,将会广泛地应用于不同的场景,即便是对某些严苛的环境条件也有不错的适应性。如VR、AR、智能手表、超大型屏幕、汽车以及航空航天。
Micro LED的芯片尺寸极小,但其生产工艺越来越偏“半导体化”,其外延生产过程中的技术指标要求也非常高。比如,对外延层生长均匀性指标高出普通LED几个数量级。
Micro LED外延片相对苛刻的技术指标对MOCVD设备、工艺以及都提出了极高要求。我们的碳化硅涂层托盘直接和外延片接触,因此在托盘的设计和品质上,我们配合客户在设计和加工制造阶段大幅改进;对于外延托盘温度的均匀性、温度的稳定性方面做出各种研究;针对涂层的均匀性、涂层尺寸和涂层的粗糙度等参数进行密切卡控;以此来确保我们托盘的均匀稳定,保障外延工艺环节外延片生产的均匀性指标。我们的外延托盘产品目前已经得到了多家客户的肯定。
针对外延片的良率诉求,我们通过改善托盘的变形来提升托盘的寿命,进而避免了颗粒物掉落至托盘而导致良率下降,以此来提高外延片的局部良率。我们也因此成功探索并做出了独特的工艺并申请相应的专利。
求是缘:浙江六方的研发团队、产品开发优势体现在哪些方面?
何少龙:六方半导体高度重视研发,在基础研究和面向客户应用面需求的技术开发方面,我们同等重视。
首先,作为科研工作者出身的创业者,我们对基础研究的重要性有深刻的感受。即便当时公司营收规模还很小,我们也在宁波建立了研发中心,并和甬江实验室合作,成立热场材料创新中心,投入几千万的经费用于研发。我们持续支持研发人员沉下心来探索未来半导体新材料和新技术。
同时,我们积极营造工程师文化。举办工程师论坛,支持公司的工程师们基于自身的研究兴趣开展各种发明创造;对于好的点子给予经费支持深入研究并形成最终产品。
其次,我们以客户需求为导向,推动系统性的技术开发。我们在技术开发过程中,始终和客户紧密合作,深入了解产品的应用场景,高度重视产品性能的评估测试方法。
总而言之,六方半导体是一家高度重视研发,特别是基础研究的企业。从公司诞生之日起,我们就把“材料改变未来”设定为我们企业的使命,立志用科技的力量,材料的力量改变世界。
求是缘:作为一名科学工作者&创业人,您能否为我们介绍:基础材料研究→产品真正实现量产,要经历哪些阶段?这些必经的阶段内又存在哪些挑战?
何少龙:从基础材料研究到真正实现量产的商品,有一个非常大的鸿沟,非常困难。作为一名曾经的科研工作者和如今的创业者,我经历了基础材料研究→产品量产的两大阶段,感触都很深。
首先,原创就是0→1过程,中间有巨大的鸿沟。原创性研究要求研究者具有强烈的好奇心,甘坐冷板凳,潜心研究,且敢于挑战权威。我举个科学史上关于法拉第研究电磁现象的例子:1820年,奥斯特最新发现了“电生磁”的现象,引起了包括法拉第在内的一大批科学家的研究兴趣。大家自然地想到:既然电能产生磁,那么磁能产生电吗?为此科学家们开始进行了长期的实验探索,包括当时很多著名的科学家:安培、菲涅耳、阿拉果、德拉里夫,也包括法拉第。但是十年过去,始终没有突破,因此很多科学家放弃了研究。而法拉第锲而不舍,十年里面几乎时刻都在思考这个问题。终于在1831年,法拉第发现了变化的磁场才能产生电。从法拉第接触到了电生磁的现象以后,又用了十年时间才发现“磁生电”的效应。可见“”从0到1”的原创性研究有多困难。
而1→100是在原创成果上,做出样品→做出产品→客户愿意买单的商品,过程中也同样困难重重。不但产品需要有很好的一致性,而且商品还需要控制好成本,体现性价比特色。从1到100,考验更多的是企业的生产管控能力(产品一致性、成本控制)、市场营销能力。对于创业公司来说,二者也是艰难的挑战。
求是缘:您是长期从事材料研究的科学工作者,是什么样的因素促使您决定创业?您在六方公司担任董事长兼CTO的角色,双重角色是基于怎样的考量?
何少龙:我看到一些优秀的创始人和团队基于对技术创新的初心,满怀激情去创业,最终基于先进的技术转化成产品,改变了我们的生活,推动了人类社会和科学技术的进步。作为扎根于材料领域的研究人员,我也希望自己能利用多年来所受的科学研究的训练,创立一家企业,不断追求技术创新和产品研发,用材料改变未来;我们的愿景是成为一家拥有核心技术并具有市场竞争力的优秀企业,用市场上赚来的钱,继续投入到更前沿的新技术开发中去,承担起“材料改变未来”的使命。
我目前在六方科技担任董事长&CTO两个角色,也是自然而然的结果。六方科技是一家处于创业阶段的公司,我是公司的创始人,自然地就担任了董事长的角色。再加上我是具有研发背景的创业者,适合领导公司的技术研发、产品开发工作。
在我们这个创业团队里,无论我是担任董事长还是CTO的角色,我都是始终站在第一线。跟创业伙伴们风雨同舟,激励并带领大家往前冲。
求是缘:作为求是缘半导体联盟的创业会员单位,您如何看待创业会员单位与联盟之间的关系?您认为求是缘半导体联盟应该在哪些方面继续完善,便于更务实高效地服务产业会员?
何少龙:作为求是缘半导体联盟的创业会员单位,我对求是缘半导体联盟的第一印象:联盟是一个相对偏产业化的组织,一直在往专业、深度的产业组织方向发展。
如果我们换位思考的话,我建议求是缘半导体联盟应多思考如何为新会员单位、或者对联盟了解不深、互动不多的会员单位提供一个形式相对完整的呈现,加深彼此的了解并增进互动的深度。
此外,作为创业会员单位代表,我建议联盟能为会员单位提供真正有价值、有效的产业资源嫁接,最好是能在一定程度上做人员分层次的深度对接。联盟基于其自身的生态特色,能为会员单位对接的资源很丰富:客户资源、资金资源、培训资源和人才资源等。对接的形式也可灵活实现:一对一对接、细分的技术产业沙龙论坛等。
作为会员单位,我认为联盟和会员单位之间是双向奔赴,相互成就的关系。一方面,作为会员单位,我们会想:联盟能为我们提供哪些帮助,我们能从联盟获得什么?另一方面,作为会员单位,我们又能为联盟做点什么?
作为产业生态一份子,我们希望能积极地参与到求是缘半导体联盟的生态中来:我们自身在不断成长,同时也促进了联盟的发展壮大。
采访者后记
作为一名曾经的科研工作者,何少龙博士20余年专注于基础材料研究;作为创业者,他又立志于“用材料改变未来”的美好愿景创立六方科技,营造一个有利于研究者发挥科研创造力的创业环境,围绕半导体热场材料这一国产薄弱项摸索突破。
基础材料研究→解决客户需求→实现产品大规模量产,中间要跨越一个个鸿沟,鸿沟内遍布艰难险阻,对创业团队的“综合作战”能力要求极高。
通过与六方创始团队交流,我们在创始团队身上看到了这种不畏难的韧劲和不惧竞争的魄力,这也正是六方科技团队能跨越一个个鸿沟的原因所在。
我们也期待六方科技团队能继续静心研究、持续钻研突破,用优质的国产材料产品解决方案来诠释“材料改变未来”的真正价值。 
(图为采访人与六方科技核心团队合影)

采访人:刘红
摄影:朱爱林(志愿者)
编辑:马丹凤
审阅:常亮、徐若松
感谢六方科技团队对本次采访的大力支持和帮助。


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