“从0到1”的原创技术创新之路

顾杰斌

2005年夏，我怀着懵懂的理想，踏上了去往英国伦敦求学的征程，内心既兴奋又忐忑，怀有一种对未来的憧憬和期待。在英国南安普顿大学和帝国理工学院我完成了硕士和博士学业。在读博士期间，我研究了一项利用Gibbs-Thomson现象用于TSV金属化填充的技术，受到了帝国理工技术转化中心（Imperial Innovation）的认可并申请了专利。这是我人生中第一次申请专利，当时申请得特别认真，那段时间整个人也特别有干劲。这项研究在这个领域最核心的期刊发表了论文，也参加过许多重要的学术会议。但因多方面原因，专利最终没能成功转化。当时我就觉得，如果实验室研究的技术只是停留在论文上，整个研究就没太大的意义。能发明一项技术并在产业界真正用起来才是有挑战的一件事。2012年，我回国来到上海，进入中国科学院上海微系统所工作。2018年选择离岗创业，开始实现我在读博期间立志把技术转化为产业实践的理想。

从伦敦到上海，从研究员到创业者，怀揣着对技术产业化应用的追求和对国内巨大市场的想象，我开始了半导体原创技术的创业。

离开科研院所，踏上“从0到1”的创业征程

2018年，带着在英国帝国理工读博时做的技术最终没有商业转化成功的遗憾，我决定尝试研究一条全新的技术路线来实现半导体先进封装中过孔互连（TSV）的微孔金属化填充问题。我从中科院离职，创立上海迈铸半导体科技有限公司，走上了“从0到1”的创业征程。

如何将一项全球首创的技术应用于产业，当初大脑里只是一个模糊的概念。从当初的模糊概念发展到如今的产业化应用，如果从我博士研究就算起的话，这个过程有十多年了。这是一个完全没有任何可参照、可模仿的探索过程。所幸的是，经过这么多年的探索，这项技术不仅受到学术界的肯定，同时也吸引了众多产业合作伙伴的加盟。

和很多“国产替代”的技术创业相比，“从0到1”的原创技术创业之路显然更加艰难，但是我认为自己还是幸运的。这和中国整体经济发展和政府对高科技产业的重视有着必然的联系，很多中国本土品牌在国际市场上的崛起，也改变了国内整体行业技术应用较为低端、与科技前沿完全脱钩的问题。以2022年为时间节点，想想10年前、20年前的生活可谓天差地别。三年疫情下来保持相对稳定的国家不多，能够保持这样的体量屹立不倒本身就是巨大市场红利带来的奇迹。

公司的名称叫迈铸半导体，寓意“而今迈步从头越，向前铸就新篇章”。“铸造”与“半导体”，这两个看似风马牛不相及的技术，迎来了历史性的碰撞与机遇。由我们研发的技术——微机电铸造技术（MEMS-Casting），就是铸造这项古老的金属加工技术与新兴的半导体技术的一次完美结合。

事实上，微机电铸造技术是一个意料之外的研究产物。它不是一开始就设定好的，而是在漫长的研发过程中，随着研究越来越深入，慢慢摸索出来的技术。在这么多年时间里，我和我的团队攻破了一个又一个难题，都在为着同一个目标努力。直到2015年，我终于在自制的第二代设备上实现了基于Liquid bridge的切割的TSV填充，只记得当时不停地修改设备的结构和实验，已经记不清改了多少次了，到后来连设备的PLC程序都是自己改的，终于研发成功了这项微机电铸造技术。

作为一项底层的平台性技术，微机电铸造不仅可以实现TSV的微孔金属化填充，还可以用来在晶圆上制造复杂的三维结构，很好地迎合了目前半导体器件进一步微型化封装的需求，也契合了两个行业的发展趋势：一是电子器件的微型化，二是加工制造的环保化。

与此同时，通过应用多种微纳原理，微机电铸造技术可以将传统的铸造缩小到一百万分之一，人类因此首次可以在晶圆上实现复杂金属结构的铸造。在这之前，人类对于几十到几百微米尺度的金属结构的制造几乎只有电镀（铸）这一种方法，但是电镀存在着工艺复杂（需要种子层）、使用的电解液有毒害容易造成环境污染以及不适合制造复杂三维结构等种种缺点。微机电铸造技术则完美地解决了这些问题：因为只需要使用真空和压力，所以没有任何污染问题；成型效率非常高，一般一片晶圆只需要十几分钟便可用铸造工艺完成金属化；很容易实现复杂三维结构的制造，例如螺线线圈结构。螺线线圈作为一种复杂的三维结构，如果用电镀来制造，至少需要三次数小时的电镀，而利用微机电铸造技术，整个线圈结构只需要十几分钟便可实现金属化成型。从某种意义上说，微机电铸造技术弥补了人类在几十至几百微米尺度金属结构制造方面的不足，是半导体厚金属沉积技术的一次突破。

MEMS本身就是一项涉及多学科的超精密机械加工技术，微机电铸造技术更是在其基础上融合了物理学中的流体力学、热力学、金属学、铸造学、机械工程、电气工程以及半导体相关知识发展出来的一个多学科交叉技术。每个问题的解决都有一个值得讲述的故事。例如从水银体温计中获得了解决液态合金“切割”问题的灵感就是一个有意思的故事。这项技术相关的研究被学术界公认最牛的电子器件期刊ElectronDeviceLetters（EDL）录取并发表；连续两年被顶级国际学术会议IEEEMEMS录取为口头报告，并在2021年获得IEEEEDTM会议唯一的一等奖。

持续技术创新，为松江新质生产力发展作贡献

作为一名80后创业海归青年，我和企业的发展成长得到了很多支持。2018年成立迈铸半导体的当年，即获得了中国科学院旗下中科创星的天使轮投资，从天使轮到PreA+轮迈铸历经了5年。随着规模扩大，2022年我们在松江泗泾建立了生产中试线（一期），为客户提供更快更好的线圈与TSV服务。

松江交通便利，有利于企业客户拜访和人员流动，为我公司的发展带来便利。松江各类政策扶持到位，出台了一系列支持创新创业的政策，为我们这类初创型、成长型科技企业提供良好的发展环境和展示窗口；松江科技人才聚集，众多高校和科研机构也吸引了很多的科技人才及企业入驻，为创新创业提供了强大的人才支持；松江产业聚集，松江区已形成了一定的产业集聚效应，特别是在高新技术领域，为创业者提供了丰富的合作机会和资源共享平台。这些都是我们公司选择入驻松江的主要原因。

刘慈欣的小说《三体》中的水滴是如此纯粹和完美，是人类对金属的终极向往。人类在金属加工方面的每一点进步，都必然会推动文明向前进步一些。如果说马斯克的Giga-Casting是铸造技术往巨大尺度方向的发展，毫不谦虚地说，我觉得我们的MEMS-Casting则是铸造技术发展的另一个极端，一个微型化的极端。

我长期从事MEMS领域研究工作，具有十多年MEMS相关领域经验。原创一项微机电铸造（MEMS-Casting）技术，作为一项晶圆级厚金属沉积技术，微机电铸造技术可替代电镀用于硅过孔互连（TSV）、芯片式螺线线圈以及微波器件等领域。在Journal of MEMS等期刊发表了SCI论文20余篇，相关研究连续4年成功在MEMS顶级国际学术会议IEEE MEMS作口头报告。目前我申请相关专利有30余件，其中授权20件，先后荣获“2023科创家”“2023科创先锋人物”等称号。

走过十多年的“铸芯”路，从某种程度上说，我是幸运的。从物理原理到商业应用，这条道路充满未知和重重阻碍，但是也充满了乐趣。无论是前期在实验室的研发，还是后面产业化的应用，都是一个探索的过程。我其实很享受这个过程。所有的探索面对的都是未知，但最吸引人的也是未知。作为一项底层的平台性技术，它还有许多潜应用的想象空间，相信“铸芯”之路会越走越宽广。

对于怀揣创业梦想的留学回国人员来说，松江的吸引力不仅在于其优越的地理位置和政策扶持，更在于其开放包容的文化氛围和创新创业的机遇。在这里，可以找到志同道合的合作伙伴，可以获得专业的指导和支持，我深深感受到这里的创新力量和发展动力。未来，我也将继续致力于技术创新和产业发展，为松江新质生产力创新发展贡献自己的力量。

留学回国是一段充满挑战和机遇的旅程，在这样一个充满活力和创新的松江新城，每一位留学回国者都有更多的机会实现自己的创业梦想。作为其中的一员，我很荣幸可以共同见证和参与松江的发展与繁荣！