图为深职大集成电路关键材料研究院院长王勇在学校生产性实训中心指导团队开展集成电路核心材料验证测试。
图为深职大特聘教授滕超与团队成员在实验室探讨材料配方方案。 学校供图
在一间数十平方米的实验室里，深圳职业技术大学集成电路关键材料研究院特聘教授滕超正带领团队用自主研发的高纯度光敏剂，打造一款光敏聚酰亚胺光刻胶（PSPI）产品。PSPI是半导体、芯片封装以及液晶面板制造的关键材料，这些关键材料曾长期被国外巨头垄断。随着中国半导体产业迅猛发展，企业对国产高性能、高可靠性的高端关键材料需求更加迫切。
为助力国内芯片产业链供应链重要原料的自主可控，深职大携手半导体及集成电路头部企业，建设真实对接产业的专业化中试产线，构建具有自主知识产权的PSPI配方库和国产PSPI应用标准及工艺方案。其中滕超团队研发的PSPI，突破了专利、原材料、技术、应用等壁垒，经过企业多轮测试验证，可以满足进口替代要求，还被用于部分IGBT器件的芯片制造。
近年来，深职大集成电路关键材料研究院（以下简称“研究院”）坚守应用导向、产品导向、服务导向，瞄准集成电路领域“高精尖缺”技术，构建产业牵引的科研体系，形成“需求发掘—技术研发—产业转化”三位一体高效循环的“产学研用”模式。研究院纵向破解基础研究、工艺优化、中试验证到量产应用的衔接梗阻，横向打破“产学研用”从技术研发到成果转化的壁垒，努力跨越基础研究向技术转化的“死亡谷”，为深圳乃至粤港澳大湾区集成电路产业链提供强劲支撑。
产业需求成科研攻关重点“风向标”
在半导体显示行业里，精确控制液晶层厚度的LCD间隔物微球材料，问世约40年了，但供应和技术仍被日本企业攥在手里。某半导体企业搜寻到研究院专家发表的微球材料相关文章，主动找上门与研究院合作。
从做实验、采集数据到分析、测试每个环节，滕超团队协同企业，突破了前端研发、中试过程中的多个技术难关，实现了高精度微球材料量产。这是中国首个能够全面通过平板显示行业测试，并具备量产能力的高精度微球材料产品。首批微球材料成功应用于企业产线，并赢得市场高度认可后，信任的“雪球”持续扩大。合作企业将液晶配向膜等一系列研发项目，相继委托给研究院。
“随着我们与企业合作愈加紧密，我们发现，我国集成电路行业还有很多材料急需国产化。这激发了我们强烈的使命感。我们要充分发挥研究专长，勇于担当作为，为高水平科技自立自强作出更大贡献。”研究院院长王勇说，研究院在高分子材料领域人才较多、根基扎实，于是紧抓战略窗口期，全力服务关键材料国产化替代。
研究院紧盯产业所需、企业所急、自身所优，充分发挥自身人才团队、科研平台的优势，着力研发半导体显示微球、半导体显示用功能性聚合物材料等创新产品。而半导体显示是集成电路产业链的重要下游环节，这类研发合作让研究院得以深度触达集成电路企业，进而更精准了解该产业在电子材料领域的技术痛点，精准锚定集成电路电子材料及工艺等科研攻关重点。
“集中诊疗”帮企业破解技术难题
常规光刻胶的膜厚通常在5至10微米。一家半导体企业因产品需要，希望研究院帮忙研发膜厚20微米的光刻胶。
“膜厚20微米是企业对光刻胶的具体应用指标，而我们研究院不但需要考虑材料的黏度、固含量、树脂分子量，还要关注涂胶工艺、曝光条件等生产环节对膜厚的直接影响。”研究院副院长章晨表示，研究院与该半导体企业逐一确认工艺标准、曝光参数、所用设备型号等重要细节，将企业相对模糊的应用需求精准转化为可量化、可研发的技术指标，并开展科技研发。
研究院调研发现，低黏度光刻胶适用于该企业设备，研发人员便在黏度调控、树脂分子量优化等方向寻找突破点，并针对性开发新产品。
“从需求发掘到技术研发的过程，需要完成从企业应用需求语言到技术研发语言的转换。”王勇强调，研究院在开展应用研究时，要考虑技术层面，研发新产品；更要考虑工程问题，兼顾新产品的量产及良率。研究院将企业新需求拆解成技术、工程攻坚清单，根据研究院科研人员专业特长进行分工协作，校企先研发工艺包突破技术问题，再通过中试破解工程问题，最后以量产实现产业化。
光刻胶相关材料从研发到量产，包含配方调配、工艺优化、中试生产和客户端应用等重要环节，研究院探索出全流程责任机制，在每个重要环节均设立专项牵头团队。各专项牵头团队不但努力攻克所负责环节的技术难点，而且在研发、量产阶段保持密切合作。
研发不同品类光刻胶时，需要精准控制树脂材料中的金属离子含量。研究院研发的一种树脂材料，在实验中可满足相关要求，但在量产时，该材料因金属离子含量高，难以满足企业产品要求。研发部、工程部等研究院多部门开展“集中诊疗”，其中研发部努力研发新技术降低金属离子含量，工程部则努力提升量产良率，并助力企业做好成本控制。多方合力攻克了技术难关，推动这一新型树脂材料实现了从实验室到生产线的突破。
“集成电路关键材料涉及多学科多领域，部分‘疑难杂症’靠单个部门难以解决。”每当研究院单个部门遇到难以破解的技术、工程等难题，王勇就带领研究院开展“集中会诊”，整合多学科力量，助力企业破解技术难题。
校企协力攻坚让科研成果从实验室走向生产线
某半导体企业生产一款显示面板时遇到了良率问题，部分显示面板出现碎亮点、黑屏漏光等问题。按行业标准，显示面板若出现超过5个亮点，便属于瑕疵产品。企业未能精准找出“病因”，这给企业造成了较大损失。
收到企业求助信息后，研究院迅速组建技术攻坚小组，并依托专业分析能力与先进检测设备，很快锁定了“病因”。
“这家企业此前从国外进口的一种重要材料，由于强度不足，导致显示面板出现碎亮点等质量问题。巧合的是，我们研究院正在研发这类材料。”针对企业的迫切需求，王勇力推研究院加紧量身定制新型替代材料，并供企业测试。这款新材料经受住了企业多轮严格验证，帮助企业解决了困扰产线的质量问题，让显示面板良率重回较高水平。
“对于应用型高校而言，我们在开展有组织科研时，要选择适合的合作对象。”深职大相关负责人说，行业龙头企业拥有高水平的技术研发部门，靠自身科研力量就能破解很多技术难题，其攻坚的重大科技难题很多也超出应用型高校的服务能力。而专精特新企业有创造性、成长性、发展性，技术需求能与研究院形成高效协作闭环，研究院就将专精特新企业作为应用科研合作对象。
很多专精特新企业具备一定行业影响力与生产应用能力，有明确的技术升级需求，但它们大多处于成长阶段，在应用研发、产品测试等领域还存在短板，而这些恰好是深职大和研究院的专长，双方能形成“1+1>2”的优势互补效应。
近三年，研究院坚持有所为有所不为，承担了20余项集成电路电子材料相关科技项目，立项科技经费过亿元。研究院打通了需求发掘与技术研发、产业转化之间的壁垒，并努力营造螺旋式上升的良性循环，产业影响力更是“水涨船高”。研究院在服务很多专精特新企业做大做强的过程中，打磨出了集成电路关键材料研发应用的突出优势，并积累了丰富的成果转化经验。正是看中了研究院这些特长，京东方、长电科技、中航科创等行业龙头企业如今也主动找上研究院开展科研合作。
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