唐文新,苏州元相微科技有限公司创始人、董事长兼总经理,复旦大学物理博士,国际低能电子/光电子委员会委员。他在表面科学与尖端电子显微镜领域深耕近三十载,深谙量子物理奥义与半导体工业痛点。2024年7月,创立元相微科技,在长三角先进材料研究院全资支持下,带领团队研发中国首台“超级表面电子显微镜”,采用相干电子波成像技术,突破传统扫描电镜在通量的瓶颈,将检测表面缺陷效率提升百倍,为国产高制程芯片提升良率提供关键的“火眼金睛”。短短一年余,公司从长三角国创中心“拨投结合”孵化器破壳而出,高通-红杉创业赛冠军、进入“创业江苏”科技创业大赛总决赛、全国创新创业大赛初创组金奖等荣誉,并入选“中国品牌库”,以颠覆性创新照亮中国半导体检测装备的自主突围之路,成为从基础量子科学研究到高端半导体工业应用的卓越摆渡人。
在芯片制造迈向原子尺度的今天,良率是生死线,而看清缺陷的眼睛,则是守护这条生命线的第一道,也是核心关键的一道防线。随着制程工艺不断逼近物理极限,工序激增,缺陷愈发细微且难以捉摸,对芯片性能越发影响重大,传统在线检测工具已力不从心。“工艺每推进一代,工序数量可能从100道激增。”行业共识是,面向5N以下乃至埃米级的芯片制造,一场检测技术的革命迫在眉睫。
这股变革的浪潮,恰恰落在唐文新数十年深耕的领域。作为一名长期在表面量子科学与高分辨电子显微技术前沿探索的学者,他的职业生涯始终与“看见”微观表面世界紧密相连。“半导体表面科学是我一直进行长期研究的方向。”唐文新坦言,他目睹了芯片如何变得越来越复杂、集成度呈指数级攀升——“一个指甲块大小的芯片当中,现在能够整合进几百亿门电路。”他深刻理解,电子显微学对芯片工艺的理解与良率控制,正变得至关重要。
然而,过往他与半导体产业界的紧密互动,让他看到了理论与现实间的巨大鸿沟。传统的扫描电子显微镜(SEM),如同一个极其精细但缓慢的“绣花针”,将电子束聚焦到1-2纳米的点,在300毫米直径的晶圆上逐行“啃噬”。“如果这样一纳米一纳米去‘啃’的话,需要极长时间。”这使得它无法用于在线全检,只能用于抽样或关键尺寸量测,大量潜在缺陷在半导体工艺流程中成为“漏网之鱼”,最终累积成致命的良率导致损失。
正是这种对产业核心痛点的深刻洞察,点燃了唐文新的创业火花。“去做一些紧迫且价值的对工业可以产生重大贡献的工作”,成为元相微创立最根本的动力。他意识到,破解困局的关键,或许不在既有传统技术路径的修修补补,而在于回归物理本源,寻找新的观测范式。他将其形容为“充分利用基础量子物理,打开观测微观世界的眼睛”。能否摒弃传统的“粒子”逐点扫描思维,结合过往基础研究经验,利用电子的“波”的属性,实现大视场、并行化的快速成像?一个颠覆性的构想,在理论与产业的碰撞中逐渐清晰。
从灵感到现实,是一条布满荆棘的攀登之路。唐文新要做的,不是改进,而是重构。他解释道:“电子波动成像,跟扫描电镜经典的粒子性成像有本质的不同。”这意味着从原理到实现的全面革新。
他将这一技术命名为“超级表面电子显微镜”,其核心在于“超级”二字——超级视野、超级速度、超级无损。它摒弃了传统将电子束聚焦成细针逐点扫描的模式,转而精确调控电子波动的相位,形成高相干电子束,可实现亚毫米级的大视场。这种方法“从‘点对点’升级为‘场对场’”,从振幅到相位,根本上突破了扫描电子束检测通量的瓶颈,提升获取缺陷速度,可以比当前国际上最好的扫描电镜快百倍。同时,这种非扫描的探测方式避免了高能电子束对敏感样品的损伤和电荷残留,实现了真正的“零损伤”检测,有望在半导体产线上直接嵌入。元相微公司首席技术官达晓冬具有丰富的半导体芯片检测和修复经验,正带领团队迭代12英寸USM-DA300机型,并且已经获得工业论证结果。达晓冬总十分自信的说道,“我过去三十年一直从事半导体缺陷检测和修复工作,第一次接触到唐教授提出的超级电子显微镜思路和看到结果时,就立刻意识到其重大的工业应用价值,我们现在紧密合作希望半导体工业领域可以早日使用该项技术,提升整个产业芯片的良率。”
公司技术的命名,蕴含着唐文新的哲学思考与宏大抱负。“‘元’,象征万物本源,在道家看来,这是一种根本的生长动力;‘微’是指我们的电子显微镜;‘相’,既是显微镜下观测到的各种相,更是量子波动的核心物理特征——相位。”他阐释道,“元相微”三个字,从宇宙根本到微观真相,勾勒出公司以底层量子物理创新驱动产业变革的技术路线图。
然而,将实验室的原理验证转化为稳定可靠的工业级装备,是另一场严峻考验。幸运的是,元相微诞生于一个强大的创新生态之中。在江苏产研院、长三角国创中心“拨投结合”模式的支持下,以及工业联盟伙伴纳瑞科技的助力,项目获得了“最初一公里”的关键助力。这种模式在保障团队绝对主导权的同时,为引领性、原创性技术提供了宝贵的研发资金和风险缓冲,旨在跨越从科研到产业的“死亡之谷”。
依托长三角先进材料研究院的仪器平台、研发资源,以及与苏州相城区政府提供的场地、资金和精细化服务,元相微通过联盟合作模式,和纳瑞公司紧密合作,多个团队共同合作跑通了从0到1的原理验证。他们成功在12英寸的工业机台上搭载了自研系统,实现了USM-DA300系统。“这在中国、在国际上,都有它首发性的价值。”公司首席技术官达晓冬如此评价。通过与产业方合作获得价值约9000万元的多套晶圆检测修复机台使用权,元相微得以最高效地完成“实验室样机”到“工业级产品”的跃迁。唐文新回顾过往,深切体会到创业本身就是从不可能走向可能的过程。
翻阅元相微的创业篇章,“顺利”是唐文新时常提及的关键词。然而,这份“顺利”的背后,并非命运的偶然眷顾,而是一条由精准的国家战略卡位、务实的科研产业转化、与优越的区域创新生态共同铺就的必然之路。
“我们做的事情符合国家的需要,所以也是我们元相微每个个体能力的自然外延。”唐文新认为,元相微的创立与发展,与国家的战略需求高度同频共振,这是其持续获得多方支持的根本。江苏省、苏州市及相城区各级政府,从项目启动、资金支持到场地提供,构筑了坚实的后盾。唐文新表示:“团队得到了大量的协助,一直发展得都是比较顺利的。”
面对将科研工具转化为工业产品必然存在的技术挑战,元相微的解法是“整合”与“稳定”。唐文新充分利用其深厚的学术背景与国际资源网络,通过社会资源高信用度整合,以合伙制吸引了一批优秀的技术人才与产业骨干。更为关键的是,公司在创始之初便高度重视治理结构,聘请专业律所,设计了清晰的股权架构与合伙人机制以及骨干期权结构,从法律和利益层面保障了核心团队的长期凝聚力。“团队从公司成立一开始到现在没有一位离开过。”稳定的技术核心梯队和彼此之间的信任,是攻坚克难最宝贵的资产。
在唐文新看来,对于正处于攻坚阶段的元相微,文化并非抽象的口号,而是具体的行动。他认为,创始人当下最重要的文化就是“以身作则”,“带好这个头,和大家一起去共同解决在企业运行当中的所有的困难问题”。对他而言,“行动代表一切”胜过任何口号。这种务实风格,也体现在公司的经营上:成立不足两年,已获得约1750万元的订单,实现了自我“造血”,而非单纯依赖资本“输血”。同时唐文新研发的高性能离子泵和高精密电源系统等核心产品零部件,已经服务于中国的半导体产线。正是技术的前瞻性、团队的扎实性与商业模式的初步验证,使得元相微能在第十四届中国创新创业大赛中,从近3万8千个项目中脱颖而出,夺得工信部举办的全国总决赛初创组金奖。
“企业存在的唯一理由,就是填补市场的空缺。”唐文新反复强调“补缺”的重要性。他所指的“缺”,正是高端芯片制造中对“又快又细又无损”检测手段的迫切渴求,也是指个人价值和社会需求的缺。元相微的价值,就在于用独特的“相干波动成像方案”去填补这一空白。
这一方案正逐步获得市场的检验与认可。目前,元相微的超级表面电镜已能够实现在线检测并发现原子层级的缺陷。唐文新描绘了其应用场景:在芯片密度爆炸性增长的时代,传统方法或因分辨率不足而看不清,或因速度太慢而查不全。而元相微的技术,有望在晶圆产线上实时捕捉到纳米乃至原子层级的早期缺陷以及缺陷产生机制,“不能在后面的工艺做完了以后,再去发现功能性的缺陷。”唐文新强调。这无疑是提升先进制程良率、降低研发与生产成本的一把利器。
技术的突破,为品牌奠定了最硬的基石。2026年初,元相微成功入选国家级“中国品牌库”。评审专家指出,其“跑出‘0-1原理突破—1-10产线品牌输出’的最快曲线,充分展现了‘中国创新’的高含金量”。这不仅是对其技术硬实力的褒奖,更是对“元相微”品牌所代表的原创精神与产业报国初心的认可。
唐文新用“技术顶天,品牌立地,责任润心”来概括公司的发展理念。顶天的技术,需要立地的品牌来承载和传播,最终服务于产业与国家,润泽行业与社会。他展望未来:“我们将携手上下游共同打造世界知名的中国高端科学仪器品牌。”此时的元相微,已不再仅仅是一个解决特定技术难题的初创公司,它承载着让国产高端科学仪器跻身世界前列、让“中国造”的“眼睛”看清未来芯片发展之路的更大使命。
从量子物理的深邃理论,到尖端芯片的产线;从科学家洞察产业“硬骨头”的初心,到创业者锻造“破壁锤”的实践,唐文新与元相微的故事,是中国硬科技创业的典型缩影——它根植于深厚的基础研究,响应于迫切的产业需求,成长于优越的创新生态,最终以颠覆性创新为国家战略需求提供坚实的“中国方案”。在微观世界的角逐中,这一束源自中国的量子波,正照亮着自主可控的前行之路。