運用微電子技術製備碳基晶片,「冪方科技」推出10微米級別微電子...

2021-01-08 36氪

1954年矽電晶體問世,直到如今依然是集成電路技術的主流,全球有90%的集成電路晶片器件基於矽基CMOS技術。然而由於摩爾定律,矽基晶片的未來發展面臨物理規模和製造成本的限制。碳基晶片不同於矽基晶片,運用碳基材料製備,具備柔性、大面積、低成本、液相製備等優勢。

36氪最近接觸到的冪方科技,是一家微電子列印公司。公司成立於2015年,運用微電子增材製造技術,為客戶提供從微電子列印設備、 納米功能材料到設計軟體的整體方案。 公司具備多種印刷技術,能低成本、快速製備碳基微電子信息系統。

傳統的電子器件製造方式昂貴且耗時長,一個成品需要整條產業鏈的分工合作才能完成。而微電子列印的方式成本低、速度快。冪方科技CEO藍河告訴36氪,微電子列印的電子器件成本約為傳統製造方式的千分之一,並且只需一臺微電子印表機就能在幾小時內製作完成。

新推出的PrtronicTM微電子印表機是公司的核心產品,具有噴墨、點膠、刮塗三種功能,具備高精度三軸平臺,最高列印速度達到300mm/s,結合公司自研的多功能電子油墨,可以在各種基底上製備電子器件,目前精度達到10微米級別。同時,公司自主開發了專門針對微電子列印的EDA軟體——BitsAssemblerEDA輔助設計軟體 。藍河介紹,光刻與列印不同,列印主要使用的是噴墨的方式。由於墨滴與墨滴之間的表面張力,微電子列印的噴墨需要有一定的噴墨補償,公司自主開發的EDA軟體可以通過計算彌補墨滴張力帶來的影響,從而更精準的列印出成品。

PrtronicTM微電子印表機

藍河告訴36氪,目前公司主要為高校、公司研發部等科研單位提供微電子印表機和電子油墨。目前,公司生產線滿負荷運作一個月能生產近百臺微電子印表機。同時公司也為客戶提供定製化柔性印刷器件,包括全印刷柔性太陽能電池、全印刷電容器、全印刷電子元器件、柔性邏輯電路、電致發光(EL)器件、印刷電路板(PEB)等30餘種柔性器件。

由於柔韌性和低成本的特點,未來印刷電子的發展仍然具有廣闊的增長空間。根據英國分析公司IDTechEX預測,到2030年,柔性、印刷和薄膜電池的市場規模將達到5億美元左右,印刷傳感器市場規模將會達到45億美元,而作為印刷電子主要應用場景之一的可穿戴設備市場,在2019年已經產生了將近700億美元的年銷售。「未來10年的趨勢是人體和計算機的融合」,藍河認為,未來物聯網、可穿戴設備、人體植入電子以及醫療相關領域的應用場景的變化可能會導致電子產業的轉向,從以往的追求更高的算力、精度等,轉到晶片與人體的結合能力上,這正是柔性電子和碳基晶片的優勢所在。

根據藍河的介紹,目前微電子列印仍然面臨著各種挑戰。第一,投入大。整個產業鏈處於初期,上下遊還未建立,公司需要同時承擔整條產業鏈的業務,公司需要研發、生產,同時還需要找下遊商,未來投入較大。第二,技術不成熟。目前微電子列印的成品精度在10微米級別,然而傳統消費級矽基晶片的精度在100納米以下,技術方面差距尚存。第三,市場接受度不高。用碳基材料製備電子器件仍然是較新的技術,即便在性能數據上達標,產業鏈下遊廠商的接受度仍然不高。

團隊方面,公司核心團隊主要來自上海交通大學、復旦大學、華東理工大學、中科院上海有機所等知名院校的博士和碩士,擁有100多個發明專利。 目前,冪方科技已完成四輪融資,融資金額近四千萬元。

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