□王思琦
功率半導(dǎo)體是新能源汽車、光伏風電、數(shù)據(jù)中心等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的核心基石。當前，第三代寬禁帶半導(dǎo)體向高功率密度、高頻高溫方向快速演進，傳統(tǒng)錫膏焊接技術(shù)的耐溫瓶頸日益凸顯，在此背景下，芯異質(zhì)聯(lián)科技有限公司（以下簡稱“芯異質(zhì)聯(lián)”）以“跨越式、不跟隨”的技術(shù)路線攻堅銅燒結(jié)核心難題，依托哈爾濱理工大學，成功研發(fā)出自還原型銅燒結(jié)漿料，不僅攻克銅顆粒易氧化、燒結(jié)致密度低等行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)難題，更推動功率半導(dǎo)體封裝邁入“銅代銀”的產(chǎn)業(yè)新階段，為我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)自主可控發(fā)展筑牢關(guān)鍵材料根基，也讓高校原始創(chuàng)新技術(shù)從實驗室走向百億產(chǎn)業(yè)賽道。
另辟蹊徑攻堅全球性技術(shù)難題
時間回溯到2015年，彼時功率半導(dǎo)體封裝領(lǐng)域正面臨著技術(shù)升級的迫切需求。芯異質(zhì)聯(lián)創(chuàng)始人、哈爾濱理工大學教授劉洋告訴記者，當時，隨著第三代寬禁帶半導(dǎo)體的興起，高溫、高功率工況下的服役要求為芯片封裝材料帶來全新考驗，當芯片結(jié)溫達到175℃及以上時，傳統(tǒng)錫膏焊接技術(shù)難以勝任，導(dǎo)致器件可靠性和壽命大幅下降。而作為行業(yè)主流的銀漿燒結(jié)技術(shù)，雖能實現(xiàn)高溫服役，但高昂的原料成本制約了銀燒結(jié)技術(shù)的大規(guī)模推廣，同時銀離子遷移的問題還為器件失效埋下隱患?！般~的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能與銀相近，成本卻只有銀的幾十分之一，是理想的替代材料?！眲⒀笏诘目蒲袌F隊敏銳地瞄準了“銀轉(zhuǎn)銅”這一特點，開啟了漫長的技術(shù)攻關(guān)之路。
這并非一條易走的路。劉洋直言，銅顆粒極易氧化的特性，就像一道難以跨越的鴻溝——氧化膜會嚴重削弱其導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和連接強度，實驗室里的樣品往往一到實際測試環(huán)節(jié)就出現(xiàn)性能波動，燒結(jié)孔隙大、連接質(zhì)量低等問題也始終困擾著團隊。
歷經(jīng)三年的技術(shù)摸索，2018年劉洋確立了清晰的研發(fā)方向，團隊摒棄“跟隨式”研發(fā)思路，不照搬成熟的銀燒結(jié)技術(shù)進行簡單改性和包覆，而是另辟蹊徑獨創(chuàng)“助劑載體自還原+低溫致密化燒結(jié)機理”。團隊成員反復(fù)調(diào)試配方、優(yōu)化工藝，歷經(jīng)上千次實驗，終于攻克了銅燒結(jié)的核心技術(shù)難點。
2022年，團隊研發(fā)的自還原型銅燒結(jié)漿料在實驗室實現(xiàn)關(guān)鍵指標突破，銅燒結(jié)漿料的各項性能全面達到或超過國際巨頭的銀燒結(jié)技術(shù)指標。這一成果也在同年成功入選“世界新能源汽車大會”評選的“全球新能源汽車前沿技術(shù)”，成為全球僅8項入選成果中唯一的電驅(qū)器件封裝材料類技術(shù)，讓世界看到了中國在該領(lǐng)域的創(chuàng)新力量。
讓實驗室成果走出“象牙塔”
“前沿的先進技術(shù)，只有精準對接產(chǎn)業(yè)需求，才能轉(zhuǎn)化為新質(zhì)生產(chǎn)力?！眲⒀笳f。為了讓銅燒結(jié)漿料貼合實際應(yīng)用場景，他帶領(lǐng)團隊成員，依托哈爾濱理工大學的平臺，深入生產(chǎn)一線了解新能源汽車平臺、光伏逆變器等產(chǎn)品的技術(shù)痛點，針對企業(yè)需求不斷優(yōu)化產(chǎn)品性能，快速推進中試驗證。在一次次的技術(shù)交流和產(chǎn)品測試中，劉洋團隊研發(fā)的銅燒結(jié)漿料的優(yōu)勢逐漸凸顯，該項技術(shù)不僅能實現(xiàn)“芯片級+系統(tǒng)級”多場景全銅燒結(jié)應(yīng)用，其獨有的低溫低壓燒結(jié)技術(shù)有效避免功率模塊分層，大幅提升散熱能力，還能讓企業(yè)在不更換現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備的前提下實現(xiàn)無縫對接，為企業(yè)節(jié)省了巨額的設(shè)備改造成本。
為了讓前沿技術(shù)走出實驗室的“象牙塔”，哈爾濱理工大學也為該成果轉(zhuǎn)化提供了支持。劉洋介紹，學校打破了高校成果轉(zhuǎn)化的體制機制壁壘，以職務(wù)科技成果賦權(quán)的形式，將自還原型銅燒結(jié)漿料的專利作為無形資產(chǎn)入股芯異質(zhì)聯(lián)科技有限公司，占股20%，并將80%的收益劃歸發(fā)明團隊，極大激發(fā)了科研人員的轉(zhuǎn)化熱情。“這一模式讓科研人員不再只是‘實驗室里的發(fā)明者’，更成為成果轉(zhuǎn)化的‘受益者’?！眲⒀笳f。2023年，自還原型銅燒結(jié)漿料技術(shù)入選黑龍江省“最具投資價值與轉(zhuǎn)化潛力科技成果榜單”，并成為龍江新產(chǎn)投集團與省內(nèi)6所高校簽約的重點轉(zhuǎn)化項目之一。
政策的支持、市場的認可，讓成果轉(zhuǎn)化步入快車道。2025年底芯異質(zhì)聯(lián)科技有限公司順利獲得龍江天使基金500萬元投資，投后估值達1億元，創(chuàng)下哈理工成果轉(zhuǎn)化金額與估值雙紀錄。華為、博格華納等國內(nèi)外知名企業(yè)紛紛來到實驗室尋求合作，為技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定了堅實的市場基礎(chǔ)。
從技術(shù)突破到賦能百億產(chǎn)業(yè)賽道
據(jù)劉洋透露，截至2025年年底，芯異質(zhì)聯(lián)已與國內(nèi)多家車企、主機廠、模塊廠建立深度合作關(guān)系，劉洋團隊研發(fā)的銅燒結(jié)產(chǎn)品已在新能源汽車電驅(qū)系統(tǒng)、光伏逆變器、AI數(shù)據(jù)中心電源等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品批量測試，首批產(chǎn)品完成數(shù)千級循環(huán)可靠性驗證，并獲得東莞清新半導(dǎo)體等多家企業(yè)的采購訂單和意向訂單。
為了進一步推動技術(shù)迭代和產(chǎn)業(yè)升級，目前團隊聯(lián)合我省半導(dǎo)體行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)北一半導(dǎo)體科技有限公司，在哈爾濱理工大學籌劃共建黑龍江省首家寬禁帶功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院。這一研究院的建立，將整合高校的科研優(yōu)勢和企業(yè)的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，聚焦寬禁帶功率半導(dǎo)體封裝材料的前沿技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，進一步增強我省在半導(dǎo)體及新能源領(lǐng)域的核心競爭力，推動建立從材料、技術(shù)研發(fā)到器件產(chǎn)品應(yīng)用的完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
“未來三年，芯異質(zhì)聯(lián)將聯(lián)合相關(guān)企業(yè)建成年產(chǎn)噸級銅漿生產(chǎn)線，力爭2029年營收突破億元大關(guān)?！眲⒀笾毖裕井愘|(zhì)聯(lián)將聚焦國家新能源產(chǎn)業(yè)升級和全球規(guī)劃，一方面積極推進國內(nèi)市場應(yīng)用，一方面努力開拓海外市場，建立品牌效應(yīng)，爭取加入國際產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈，成為寬禁帶功率模塊領(lǐng)域的頂級封裝材料供應(yīng)商。
從十余年的技術(shù)攻堅到成果落地，從實驗室的樣品到產(chǎn)業(yè)化的產(chǎn)品，芯異質(zhì)聯(lián)自還原型銅燒結(jié)漿料的轉(zhuǎn)化之路，是我國高?？萍汲晒D(zhuǎn)化的生動實踐。它不僅推動了我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主可控發(fā)展，更印證了高校作為科技創(chuàng)新重要源頭的價值——當創(chuàng)新成果真正與產(chǎn)業(yè)需求深度融合，當科研人員的創(chuàng)新活力被充分激發(fā)，就能讓更多從實驗室里走出的技術(shù)，成為賦能產(chǎn)業(yè)升級、推動經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展的核心動力，讓科技成果從“書架”走上“貨架”，從實驗室邁向更廣闊的產(chǎn)業(yè)賽道。