濟南光電準獨角獸，要籌備IPO了
近日，全球領先的光電晶體薄膜材料研發企業濟南晶正電子科技有限公司（以下簡稱“晶正電子”）完成數億元融資，本輪融資老股東源創多盈繼續領投，大灣區基金聯合領投，毅達資本等機構跟投。
晶正電子成立於2010年，是一家主要從事納米厚度晶體薄膜芯片材料研發、生產和銷售爲一體的高新技術企業和國家級專精特新“小巨人”企業。公司主要產品爲直徑3到8英寸的鈮酸鋰和鉭酸鋰單晶薄膜材料產品，涵蓋多種規格高技術難度、高規格晶體薄膜材料。
公司開發出了直徑3—8英寸、300—900納米厚的鈮酸鋰晶體薄膜，是業內首家將8英寸鈮酸鋰晶體制成鈮酸鋰薄膜的企業，在全世界範圍內具有絕對優勢。
晶正電子在全球率先實現了鈮酸鋰單晶薄膜的批量化製備
鈮酸鋰（LiNbO3）是一種鈮、鋰和氧的化合物，是一種負性晶體（n0>ne），是集光折變效應、非線性效應、電光效應、聲光效應、壓電效應與熱電效應等於一體的材料，是一種非常重要的光學功能材料，是調製器、濾波器、存儲器以及探測器等基礎材料之一。哈佛大學曾發表公告提出：鈮酸鋰對於光子學的意義，等同於硅對於電子學的意義；人類正在進入“鈮酸鋰谷”的時代。
近年來，晶體材料一直在向着薄膜化的方向發展，其薄膜技術及其潛在的集成光子學系統，已經逐漸成爲當前光子學研究前沿的“變革性”技術。鈮酸鋰晶圓片可以直接用來生產下游應用產品的核心器件，也可以在晶圓片的基礎上進行薄膜化處理，形成薄膜鈮酸鋰晶圓。基於薄膜鈮酸鋰芯片設計生產的光電子器件和射頻器件體積小、集成度提高、響應頻帶更寬、響應頻率更高、功耗降低、製造成本顯著降低。高性能薄膜材料是實現鈮酸鋰和鉭酸鋰在聲學、微納光子學、集成光子學和微波光子學等領域應用的基礎。
傳統體材料鈮酸鋰調製器與薄膜鈮酸鋰調製器的對比
早在30年前，國外就有人想把鈮酸鋰做成薄膜進行量產，卻因技術難度過高而無法實現。晶正電子通過“離子注入切片”的方式生產鈮酸鋰薄膜——在鈮酸鋰襯底片上注入一層高劑量的粒子，並鍵合到附有二氧化硅緩衝層的硅襯底上，再通過特殊熱處理剝離出鈮酸鋰單晶薄膜，形成的鈮酸鋰薄膜材料。
離子注入法與其他外延、蒸發等手段得到的鈮酸鋰薄膜材料相比，晶片更薄、晶向弧度更低、表面更光滑、厚度更均勻、拋光擦痕更少、尋常光折射率更高、異常光折射率更低、頂層鈮酸鋰薄膜與基底材料對齊偏差更小。
然而，離子注入實質上是在鈮酸鋰晶體中形成“損傷層”，使薄膜極易破碎或產生裂紋，後續的鍵合以及熱處理中也存在熱失配及晶格失配等一系列問題，從而導致良品率低，因此離子注入法生產鈮酸鋰薄膜對工藝和操作要求極高，形成較高的技術壁壘。晶正電子通過不斷技術革新，成功突破關鍵技術，在全球率先實現了納米級、大尺寸鈮酸鋰薄膜的批量化製備，填補了行業空白，使我國在此高精尖領域技術水平處於世界領先地位，解決了國外集成光學芯片與5G射頻芯片材料“卡脖子”問題。
鈮酸鋰薄膜的製備過程
鈮酸鋰薄膜是人工智能算力基礎設施建設的關鍵基礎材料
AI浪潮席捲全球，帶來了算力需求的爆發式增長。作爲支持AI算力的重要基礎設施，數據中心不僅肩負着滿足海量數據處理的使命，更是推動各行各業實現數字化轉型的動力來源。
人工智能的應用對低延遲和高帶寬的網絡架構有迫切需求，以滿足服務器之間產生的大量機器對機器的輸入/輸出需求。爲了支持這些應用，分佈式數據中心之間的最大傳輸距離必須限制在大約100公里以內，因此需要以集羣方式連接這些數據中心。爲了實現高帶寬和高密度的數據中心互聯，數據中心拓撲結構由傳統三層結構向葉脊結構轉變，收斂比快速收窄。這種結構減少了延遲、提高了擴展性、均衡分擔了負載，也增加了光纖接口數，從而對高速率、高帶寬、低損耗的光模塊需求大幅增長。
根據Lightcounting的市場預測，2024年光模塊總市場約145億美元，2029年市場容量超過260億美元，其中光學芯片市場爲59億美元。在這59億美元的光學芯片市場中，鈮酸鋰（包括薄膜及非薄膜）芯片約爲7.6億美元（59億美元*13%），這一市場規模相對於2023年的1.2億美元（24億美元*5%）增加了6—7倍。
鈮酸鋰憑藉其優異的電光效應，成爲光電產業領域的關鍵基礎材料，其製備的電光調製器具備高調製帶寬，高傳輸速率、低損耗、良好的消光比和優越的期間穩定性。鈮酸鋰的薄膜化更是帶來了重要的改變，一方面採用脊型光波導模式，調製面積的縮小，半波電壓減小，從而帶來了更低的損耗；另一方面光場限制更強，調製信號帶寬更高。
從行業內企業展示的最新鈮酸鋰薄膜調製器芯片Demo可以看到，鈮酸鋰薄膜調製器芯片的帶寬已經可以做到單通道400G，8通道3.2T的水平。除此之外，基於大規模加工工藝、多種材料異質集成和電子電路聯合封裝，鈮酸鋰薄膜將實現大規模的光學網絡，從根本上顛覆衆多應用，如全集成激光雷達和光神經網絡，全集成的光量子芯片等，從而帶動核心光網絡向超高速和超遠距離傳輸升級。鈮酸鋰薄膜有望成爲大規模集成光電子器件的襯底材料，推動集成光學芯片、量子計算領域的快速發展，市場前景廣闊。
鈮酸鋰薄膜是解決我國5G通信“卡脖子”問題的關鍵材料之一
無線通信系統的通信模塊主要由天線、射頻前端模塊、射頻收發模塊、基帶信號處理等組成。
射頻前端芯片介於天線和射頻收發模塊之間，是包括手機在內的移動智能終端產品的重要組成部分，而射頻前端芯片最重要的部分爲射頻濾波器。
濾波器作爲選頻濾波器件，直接決定了通信設備的工作頻段和帶寬，在射頻前端扮演了舉足輕重的角色。伴隨5G通信極高的數據傳輸能力而來的是對濾波器的高帶寬需求。
然而，高性能的射頻芯片這個領域基本上是被歐美和日本的幾家巨頭所牢牢把控，特別是在5G濾波器這個射頻前端芯片裡的核心元器件方面，無論是材料、工藝還是知識產權方面，歐美和日本幾家巨頭都處於壟斷地位。射頻濾波器系《科技日報》整理的國外佔據壟斷優勢35項卡脖子項目的第7項。
鈮/鉭酸鋰（LN/LT）壓電晶圓具有優良的壓電性能、熱穩定性、化學穩定性和機械穩定性，是製作射頻聲表面波濾波器（SAW）的理想基板材料。而基於鈮酸鋰薄膜的SAW相對於普通SAW和TC-SAW而言，獲得了更高頻率、更廣帶寬；相對於體波濾波器BAW來說，基於鈮酸鋰薄膜襯底的SAW工藝流程更簡單且成本更低。因此基於鈮酸鋰薄膜和鉭酸鋰的射頻濾波器已經成爲我國解決5G通信“卡脖子“問題的關鍵技術路線，鈮酸鋰薄膜和鉭酸鋰成爲解決我國5G通信“卡脖子”問題的關鍵材料。
晶正電子的成長之路
1966年，胡文出生在山東濰坊的一個教師家庭，後來憑藉優異成績保送進入山東大學計算機專業。大學畢業後，胡文被分配到中國石化山東石油公司，後前往曼谷的亞洲理工學院攻讀碩士學位。
上世紀末，受出國潮影響，胡文來到了IBM旗下一家公司做軟件開發和測試工作，並在加拿大定居。海外工作期間，胡文還兼任加拿大中國專業人士協會濟南海外科技人才創業基地主任，曾積極幫助過一批華僑歸國創業。
2009年，濟南市啓動了“5150引才計劃”，專門設立每年1億元的人才引進專項資金，還提供創業資助、科研補助、待遇補貼等服務。看到這一政策後，胡文萌生了回國創業的念頭。在回國前，胡文認真考察了北京、上海、無錫等幾個城市，但發現濟南有70多所高校，人才資源豐富。“還有濟南的生活成本、創業成本等比較低，適合初創者。”胡文在接受鳳凰網採訪時曾表示。
2010年，胡文放棄了國外的優厚待遇，回國在濟南市綜合保稅區創立了晶正電子，專注鈮酸鋰單晶薄膜的研發，劍指高端通信領域。
功夫不負有心人。2015年，在國家、省、市各部門大力支持下，胡文和團隊終於利用離子注入及直接鍵合等技術，率先研發出納米厚度鈮酸鋰單晶薄膜產品，填補行業空白，從厚度爲0.5毫米的鈮酸鋰材料上剝離出厚度僅有數百納米的單晶薄膜，相當於將原來的0.5毫米的鈮酸鋰單晶平行切了1000片。不僅如此，晶正電子還攻克了從實驗室到工業化生產的難題，成爲全世界率先實現工業化生產的公司——2016年晶正電子在章錦綜保區建立了約40畝的生產工廠，開始進行產業化準備。
晶正電子與源創多盈結緣
源創多盈已與晶正電子建立深度合作，並幫助其完成最新一輪融資。圍繞晶正電子，源創多盈正進行更廣泛的產業佈局。
在下游，源創多盈投資了國內領先的光電子器件供應商北京世維通科技股份有限公司和國內優質鈮酸鋰薄膜光芯片及器件的供應商上海安湃芯研科技有限公司。
在上游，源創多盈親自下場主導並控股了山東恆元半導體科技有限公司（以下簡稱“恆元光電”）。恆元光電是一家專業從事鈮酸鋰、鉭酸鋰等光電材料、壓電材料研發、生產及銷售於一體的新興科技型企業，核心產品包括不同尺寸（3—8英寸）、不同軸向（X-cut、Z-cut、Y128-cut等）的光學級鈮酸鋰晶體材料、不同類型摻雜的鈮酸鋰晶體材料以及近化學計量比的鈮酸鋰晶體材料。2024年6月，恆元光電自主研製成功了12英寸（直徑300mm）光學級鈮酸鋰晶體，是國際上首次報道12英寸超大尺寸鈮酸鋰晶體，標誌着我國光電子產業關鍵材料水平取得重大突破。
源創多盈已進行了從材料到芯片器件的產業佈局，助力中國新一代信息技術的關鍵技術突破，與企業並肩前行，共同實現科技成果經濟及社會價值的放大。源創多盈將繼續在集成電路產業領域深耕佈局，孵化並培育集成電路產業中關鍵節點型技術企業，助力更多科創企業長期發展。
（CIS）
責編：萬健禕
校對：劉星瑩
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