德国马普所衍生企业用热激光外延技术颠覆超薄薄膜制备领域

发布时间:2026-05-12 09:07  点击:1次
德国马普所衍生企业用热激光外延技术颠覆超薄薄膜制备领域

一项诞生于德国基础研究实验室的薄膜制备新技术,正在悄然改变微电子与量子计算领域的材料供应格局。由马克斯·普朗克学会(Max-Planck-Gesellschaft)孵化的初创企业爱普雷有限公司(epiray GmbH)将一种名为热激光外延(Thermal Laser Epitaxy,TLE)的创新工艺正式推向市场,并已开始在全球范围内布局商业化版图。

"我们的技术是一项基础性技术,将对未来产业发展具有决定性意义。"爱普雷首席执行官沃尔夫冈·布劳恩(Wolfgang Braun)如此定位这家公司的核心竞争力。该公司脱胎于斯图加特马克斯·普朗克固体研究所(MPI für Festkörperforschung)曼哈特(Mannhart)研究部门,于2021年正式独立运营,致力于将实验室中验证的TLE概念转化为可量产的工业装备与材料服务。

高功率激光取代传统加热,突破元素周期表全元素蒸发极限

传统热外延技术依赖加热丝、离子束或复杂化学反应来生长超薄导电晶体层,工艺路线成熟但在温度上限与材料纯度方面存在固有瓶颈。TLE的革新之处在于:以高功率激光直接加热源材料与基底,激光束的功率密度几乎可以任意调节,理论上可实现对元素周期表上所有元素的蒸发沉积——而这在传统方法中难以实现。

爱普雷联合创始人兼首席技术官汉斯·博施克尔(Hans Boschker)介绍,TLE可将温度精准推至2800°C,激光做到"点状加热材料,而非加热样品周围环境",由此带来两大核心优势:其一,可合成此前无法获得的全新材料体系;其二,整个沉积过程不引入外部污染源,产出薄膜的纯净度达到超高水准。这一无污染特性目前尚属行业内的独有能力,构成爱普雷显著的差异化壁垒。

从应用场景来看,超高纯度薄膜在半导体器件制造、光学镀膜及量子计算器件中不可或缺。量子比特对材料缺陷极为敏感,任何微量杂质都可能造成相干时间骤降;高端光学元件同样要求镀膜层的均匀性与纯净度达到原子级别。TLE恰好能够满足这两类场景的苛刻需求,也因此被视为德国"高科技战略"(Hightech-Agenda Deutschland)六大关键技术之一——微电子领域的重要支撑方向。

从三人研究团队到跨国布局,工业化产线设计提上日程

爱普雷目前在德国内卡河畔韦尔瑙(Wernau am Neckar)自主研发、制造并销售TLE系统。公司成立之初仅有三名研究人员,如今团队已扩充至七人,并在美国设立了子公司;与此同时,公司正积极拓展在英国和中国的销售渠道。马克斯·普朗克学会及斯图加特固体研究所为这一从实验室到市场的跨越提供了关键支持,其灵活高效的转化机制为爱普雷节省了大量早期资源消耗。

"我们计划继续扩张,目前正在设计用于TLE薄膜工业化制备的量产装备。"布劳恩表示,从基础研究到工业应用的路径,对爱普雷而言已愈发清晰。值得关注的是,TLE系统高度集成——仅需一台空间极为紧凑的装备即可完成从源材料蒸发到多层异质结构生长的全流程,这对于寻求降低设备占地、简化工艺链条的半导体制造商而言颇具吸引力。

在德语区,马克斯·普朗克学会长期扮演着基础科学成果转化的"孵化器"角色,其旗下已衍生出多家深科技初创企业,爱普雷是其中较为典型的案例之一。对于中国半导体及量子信息产业而言,TLE技术所代表的超高纯度薄膜制备路线,与国内正在加速推进的先进材料自主化战略高度契合。爱普雷已将中国市场列为销售拓展重点,国内材料企业与研究机构不妨持续关注其技术进展与合作窗口,提前研判该技术在本土量子计算和宽禁带半导体应用中的落地可行性。

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