自開展“強(qiáng)芯工程”以來，中國半導(dǎo)體制造國產(chǎn)化提速，力爭突破國外在芯片領(lǐng)域的封鎖，贏得這立于科技之上的“戰(zhàn)爭”。為提升競爭力，半導(dǎo)體制造企業(yè)在芯片尺寸、性能和功能上尋求突破，芯片以納米為單位，朝著更小、更快、更穩(wěn)定的方向發(fā)展。但尺寸的縮小，帶來芯片對雜質(zhì)更敏感，任何細(xì)小的雜質(zhì)和污染物都可能對芯片性能產(chǎn)生顯著影響，潔凈程度甚至影響了其電學(xué)性能、晶體結(jié)構(gòu)、界面性能以及穩(wěn)定性。

　　所以，清洗作為貫穿半導(dǎo)體制造工藝的重要環(huán)節(jié)，清洗液運輸?shù)沫h(huán)境是否超潔凈，是否有雜質(zhì)進(jìn)入，輸出流量與環(huán)路液壓是否穩(wěn)定關(guān)系著芯片制造的良率。如何率先突破高密閉、超潔凈、強(qiáng)穩(wěn)定的供液技術(shù)，成為國內(nèi)半導(dǎo)體清洗設(shè)備廠商和科研院所奮起突破的關(guān)鍵技術(shù)，促進(jìn)成果轉(zhuǎn)化的動力。

　　2021年，采用永磁無軸承技術(shù)的超純凈泵產(chǎn)品問世。該產(chǎn)品的動力源為采用國內(nèi)自主研發(fā)的磁懸浮無軸承電機(jī)，實現(xiàn)高密閉、無接觸、無磨損超潔凈環(huán)境下的清洗液高效運輸，填補了國內(nèi)超純凈泵產(chǎn)品的空白，為半導(dǎo)體清洗設(shè)備廠商提供了國產(chǎn)替代的解決方案，解決了部分廠商遇到的進(jìn)口泵禁售困境。

　　這一技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)明者是一支來自南京航空航天大學(xué)(以下簡稱“南航”)自動化學(xué)院的電氣工程系高速電機(jī)研究室的團(tuán)隊，博士研究生鮑旭聰便是團(tuán)隊的核心成員之一。

　　完成技術(shù)攻堅，突破國內(nèi)空白

　　鮑旭聰就讀的南京航空航天大學(xué)是我國最早從事磁懸浮軸承研究且取得較多研究成果的高校之一，自動化學(xué)院電氣工程及其自動化專業(yè)負(fù)責(zé)人王曉琳教授更是在磁懸浮技術(shù)及其應(yīng)用方面有著深厚的學(xué)術(shù)積淀，其嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲酗L(fēng)格、細(xì)致的教學(xué)態(tài)度讓本科期間就讀相關(guān)專業(yè)的鮑旭聰深受其益。在獲得研究生推免保送資格后，鮑旭聰便第一時間向王曉琳教授表明了加入研發(fā)團(tuán)隊的想法，并在讀研后，參與了無軸承電機(jī)與高速電機(jī)控制技術(shù)的研究。

　　磁懸浮無軸承技術(shù)基于傳統(tǒng)磁懸浮原理，把傳統(tǒng)磁軸承電機(jī)中產(chǎn)生徑向力的繞組集成至電機(jī)內(nèi)部定子上，通過解耦控制實現(xiàn)對電機(jī)轉(zhuǎn)矩和徑向懸浮力的獨立控制。與傳統(tǒng)電機(jī)不同的是，它沒有傳統(tǒng)軸承和機(jī)械結(jié)構(gòu)，其利用磁場疊加原理，實現(xiàn)高集成結(jié)構(gòu)下的電機(jī)轉(zhuǎn)子完全懸浮，減少機(jī)械磨損和能量損耗，提高功率、效率和使用壽命。但因該項技術(shù)最初由歐美國家的公司開發(fā)，他們在研發(fā)、生產(chǎn)和銷售方面處于領(lǐng)先地位，因此，很長一段時間該技術(shù)都被國外企業(yè)所壟斷。

　　為實現(xiàn)國內(nèi)無軸承電機(jī)產(chǎn)品從0到1的突破，鮑旭聰和團(tuán)隊在南航無軸承磁懸浮技術(shù)20年研制成果上，歷經(jīng)上萬小時的拷機(jī)測試，近二十次的原型樣機(jī)迭代，通過多因素耦合，數(shù)千次迭代設(shè)計，突破電機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜、傳感器精度要求高等系統(tǒng)設(shè)計難點，完成技術(shù)攻堅，研發(fā)出永磁無軸承電機(jī)，其中高集成結(jié)構(gòu)設(shè)計方案、高精度傳感檢測技術(shù)及高性能驅(qū)動控制算法三大核心技術(shù)更是實現(xiàn)“國內(nèi)首創(chuàng)”。至此，中國在國際無軸承電機(jī)市場中占有了一席之地。

　　實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化，榮獲創(chuàng)業(yè)大獎

　　無軸承電機(jī)的突破，很快被國內(nèi)半導(dǎo)體清洗設(shè)備龍頭企業(yè)所關(guān)注，他們希望通過與鮑旭聰團(tuán)隊的合作，將永磁無軸承技術(shù)具備的高精度、高穩(wěn)定度和可實現(xiàn)高純凈度等優(yōu)勢，運用到半導(dǎo)體清洗設(shè)備上，解決國外對部分半導(dǎo)體設(shè)備的制裁帶來的“卡脖子”問題。

　　在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，鮑旭聰和團(tuán)隊以永磁無軸承電機(jī)為關(guān)鍵部件，突破主動懸浮技術(shù)、高速控制算法、無軸承傳感系統(tǒng)等技術(shù)壁壘，研發(fā)出國內(nèi)首個“無軸磁浮純凈泵”產(chǎn)品，為半導(dǎo)體制造中的清洗工藝提供超潔凈液體高效運輸?shù)目煽拷鉀Q方案。

　　2021年，受國家縱深推進(jìn)大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新政策的鼓舞，帶著大學(xué)生創(chuàng)業(yè)的激情以及項目落地的決心，鮑旭聰和團(tuán)隊在南航大學(xué)生創(chuàng)業(yè)孵化中心成立了南京市星源動力科技有限公司(以下簡稱“星源動力)，并攜“超純凈泵”項目參加了第九屆“贏在南京”青年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽。經(jīng)過長達(dá)數(shù)月的激烈角逐，項目得到評審專家一致認(rèn)可，榮獲一等獎，并獲得南京市人社局和南京市創(chuàng)新投資集團(tuán)50萬元投資資助。根據(jù)“紫金山英才寧聚計劃”，公司可對接南京市D類人才政策。

　　在南京市創(chuàng)新投資集團(tuán)的投資支持和創(chuàng)業(yè)輔導(dǎo)下，依托于南京航空航天大學(xué)自動化學(xué)院高速電機(jī)研究室，星源動力將先進(jìn)的永磁電機(jī)制造工藝及驅(qū)動技術(shù)研究逐步在行業(yè)需求中落地，實現(xiàn)技術(shù)轉(zhuǎn)化、行業(yè)賦能。

　　“我們從研究成果出發(fā)，將星源動力研發(fā)的產(chǎn)品分為‘無軸磁浮純凈泵’和‘超高速微型電機(jī)’兩類。其中，無軸磁浮純凈泵基于磁懸浮技術(shù)，將懸浮與驅(qū)動兩大功能高度集成于作為泵核心動力源的電機(jī)內(nèi)部，實現(xiàn)泵高密閉、無磨損運行。經(jīng)過驗證，產(chǎn)品已逐步應(yīng)用于半導(dǎo)體清洗設(shè)備中，并按照600瓦、1200瓦、4000瓦等主流功率劃分不同型號。同時，我們也會配合客戶就可靠性進(jìn)行定制，綜合來看，增長空間較大。而超高速微型電機(jī)則是基于整體性支撐系統(tǒng)，配合寬禁帶GaN功率器件集成化驅(qū)動器，保證了系統(tǒng)超高基頻與超寬速域的穩(wěn)定運行。目前產(chǎn)品已實現(xiàn)600,000rpm全速域運行，是當(dāng)前全世界可查最高轉(zhuǎn)速。”對于公司核心產(chǎn)品的打造，鮑旭聰規(guī)劃清晰，提及競爭力也頗具信心。

　　事實也正如鮑旭聰所說，當(dāng)無軸磁浮純凈泵產(chǎn)品應(yīng)用于半導(dǎo)體清洗設(shè)備中，液體運輸?shù)臐崈舳群托曙@著提高，客戶遇到的進(jìn)口泵禁售之困也迎刃而解。“星源動力研發(fā)的超純凈泵打破了國外對我國無軸承電機(jī)的技術(shù)封鎖，改變了我們長期依賴進(jìn)口設(shè)備的現(xiàn)狀。而更令我們驚喜的是，由超純凈泵組成的清洗設(shè)備，相較于傳統(tǒng)方案，實現(xiàn)了每臺設(shè)備清洗液運輸效率提升37%，熱損耗降低20%，潔凈度提高7%的成果，預(yù)估每臺清洗設(shè)備可節(jié)約投資20萬元。”半導(dǎo)體清洗設(shè)備行業(yè)龍頭企業(yè)負(fù)責(zé)人在使用后給予產(chǎn)品高度贊譽。

　　客戶的真實評價是企業(yè)實力最有力的證明。相較國際市場最優(yōu)競品，在相同流體運輸潔凈度要求下，星源動力研發(fā)的無軸磁浮純凈泵成本更低，但轉(zhuǎn)速、功率更高，最大提升度近65%，而熱損耗只有競品的80%。因此產(chǎn)品也得到國家863重大專項專業(yè)組專家、教育部長江學(xué)者等的認(rèn)可。

　　探索更多領(lǐng)域，創(chuàng)造引擎未來

　　道阻且長，行則將至;行而不輟，才能未來可期。

　　星源動力通過布局在半導(dǎo)體清洗設(shè)備領(lǐng)域的應(yīng)用，突破純凈泵的卡脖子問題，實現(xiàn)在終端市場與華為、中興、盛美等半導(dǎo)體科技領(lǐng)軍企業(yè)的合作。項目成員也以第一發(fā)明人的身份榮獲發(fā)明專利 9項，軟件著作權(quán)3項，并在包括“互聯(lián)網(wǎng)+”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“創(chuàng)青春”中國青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、“天宮杯”研究生創(chuàng)新實驗競賽等賽事活動中屢獲佳績。

　　但鮑旭聰和團(tuán)隊認(rèn)為，超潔凈領(lǐng)域市場規(guī)模大、前景廣，對液體運輸有需求的半導(dǎo)體制造、生物制藥、化工工業(yè)、先進(jìn)制造等領(lǐng)域均可探索，只有在應(yīng)用中優(yōu)化技術(shù)和算法才可以更好地賦能精準(zhǔn)市場，為中國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展做貢獻(xiàn)。

　　“目前我們計劃在人工心臟血泵體外循環(huán)領(lǐng)域積極推動與醫(yī)院或者醫(yī)療設(shè)備機(jī)構(gòu)的合作，化工領(lǐng)域也已啟動與合作方的洽談。同時，南京市創(chuàng)新投資集團(tuán)也在提供投后服務(wù)中鏈接資源，提供指導(dǎo)，敢于探索才能擁有無限可能!”提及后續(xù)規(guī)劃，鮑旭聰充滿期待地說道。

　　“作為大學(xué)生創(chuàng)業(yè)企業(yè)，星源動力的發(fā)展尚處于起步階段，但作為國內(nèi)無軸承電機(jī)的開創(chuàng)者，星源動力有著南航數(shù)十年磁懸浮技術(shù)研究的豐厚底蘊，隨著中國智造引擎發(fā)展，相信在團(tuán)隊的攜手共創(chuàng)下，必將收獲更好的‘純凈未來’。作為創(chuàng)投機(jī)構(gòu)，我們也將一路關(guān)注，一路扶植，給予建議和指導(dǎo)，助力年輕創(chuàng)業(yè)者實現(xiàn)夢想!”在南京市創(chuàng)新投資集團(tuán)的賦能下，星源動力的未來值得期待。

　　來源：創(chuàng)投集團(tuán)

　　審核：薛瑤

　　發(fā)布：尤異