创锐光谱自研全球首台半导体缺陷无损检测设备丨光合说

光合作用是所有生命的能量来源，生态系统中碳循环的重要机制。作为“一支有温度的基金”，光速光合也正在与创业者，与这个社会产生“光合作用”，联结创新的同时，推动着社会的可持续发展。

创业邦将陆续刊载光速光合的投资专栏「光合说」，分享光速光合投资背后的故事。

故事的起因可能是一通陌生的电话，一次登门拜访，或是对一篇学术论文的关注……光速光合与创业者的交集就此展开。没有酒桌上的觥筹交错，也没有天花乱坠的承诺，只有长时间的相伴，分担痛苦、分享成功，实践长期主义的价值。

“思考、专注、探索、创新”，这是光速光合的投资信仰。凭借着对行业的极致追求，心怀时代赋予的责任，积极寻找下一个可能的机会。期待“中国创新的全球合伙人”能携手更多行业创新的探路者们一路向光，合力而为。

在半导体行业，缺陷检测是一道隐形的“生命线”。

一块晶圆，若是隐藏着微不可见的位错或杂质，可能导致芯片失效，进而影响新能源汽车的动力系统或5G基站的稳定性。传统检测方法多依赖化学腐蚀，不仅破坏昂贵的晶圆，还只能抽检，效率低且成本高昂。随着碳化硅（SiC）等第三代半导体材料的崛起，行业对无损、高效的检测技术需求愈发迫切。然而，国内90%的半导体检测设备依赖进口。

大连创锐光谱科技有限公司（以下简称“创锐光谱”），正试图改变这一局面。

创锐光谱自研的碳化硅晶圆衬底位错缺陷无损检测系统，为全球首台基于瞬态光谱技术的第三代半导体缺陷检测设备，不仅实现了相关技术的全自主国产化替代，在各种技术指标上也全面超越进口同类产品。在填补行业技术空白的同时，成功吸引了行业头部客户，并出口海外，打破了国际巨头长期垄断的局面。

去年，公司完成了由光速光合领投的Pre-A轮融资。光速光合执行董事郭斌表示，“创锐光谱团队突破现有光学检测手段的能力边界，深耕工业界极为稀缺的瞬态光谱检测技术，有效将其技术应用延伸至碳化硅功率器件、钙钛矿光伏组件、MicroLED显示面板等高端制造领域，尤其是在全球范围内首次解决了碳化硅衬底位错缺陷无损检测的世界性难题。其提供的检测手段和解决方案，在全行业都是独一无二的创新，构建了极深的行业壁垒。我们看好公司给产业带来的持续价值及未来发展前景。”

作为硬科技国产替代和引领浪潮下的佼佼者，创锐光谱究竟有何过人之处？

创业初心做国产设备先行者

创锐光谱的起点，源于公司董事长、创始人金盛烨对行业痛点的敏锐洞察。

金盛烨2010年在美国埃默里大学取得物理化学博士学位，随后在Argonne国家实验室从事博士后研究，专注于超快时间分辨光谱方向。2014年，他通过国家人才计划回国，加入中科院大连化学物理研究所，担任超快时间分辨光谱与动力学研究组长。回国后，国内科研设备的现状让他萌生了创业念头。

“在美国做博士后时，我就发现国内有不少半导体方向的科研设备几乎全靠进口，价格贵、订购周期长，维修还得看国外厂商脸色。”

据他介绍，瞬态光谱技术在全球来讲尚属于小众的技术，当时全球有相当多的高校、科研院所都会采用瞬态光谱设备，但其长期被海外的两家企业垄断。骨子里不服输的金盛烨一直在琢磨能不能自己做。

2016年，金盛烨创立创锐光谱，决心利用自己在瞬态光谱技术领域的常年积累，来填补国内市场的空白。

创业初期的5年，他选择深耕科研仪器领域，成功地实现了国产替代。但他很快发现，科研仪器市场的容量有限。

不想躺在舒适圈固步自封的金盛烨和团队开始思考：除了现有的市场，是否可以往外看看星辰大海，这一技术在工业上会不会有更广阔的应用？

接下来的2年，金盛烨和团队在工业领域干起了“地推”，频繁地参加各种外部活动，无论是业内的科研仪器展、光谱技术论坛，还是各个产业的论坛和展会，他们都试着与不同细分领域和不同产业的人进行面对面思维的碰撞和摸索，探寻瞬态光谱技术及其检测设备在工业领域的实际应用可能。

在一次学术交流会议间隙，金盛烨偶然听一位同行提到，国内某家头部做碳化硅衬底的厂商在抱怨碳化硅衬底材料采用的有损检测方式不仅耗时耗力，且检测结果的准确度也很低。

说者无意，听者有心。金盛烨当时灵机一动，“瞬态光谱的检测路线有没有可能来解决他们的这个痛点，碳化硅领域的检测应用这个方向或许值得一试。”他心里盘算着。

金盛烨兴奋地带着这个点子回公司跟团队一起琢磨，花了近一个月的时间，最后验证了其可行性。他发现，原以为小众的科研仪器，其实可以拓展到一个更大的产业方向，那是一个比科研领域大得多的市场。

技术方案成功走通的那天晚上，团队特别开心，金盛烨提议出去庆祝一下，一向酒量不错的他在那天喝得酩酊大醉。“实在是太高兴了。”回忆起这段经历，金盛烨掩饰不住脸上的笑容。

然而，拓展之路并不平坦。定制化的科研仪器和流水线上的批量检测仪器，在逻辑上完全不同。

“科研仪器讲究兼容性和灵活性，客户希望能拆卸、改装，适应各种材料和实验场景。但工业检测设备需要针对某个材料做定制化，要的是稳定性和可重复性，且能一键出结果。与此同时，设备与设备之间还要有很好的重现性，各种配件的组合要非常明确，数据要匹配且保持一致性。”金盛烨说。

为了跨过这道坎，金盛烨和团队前后花了一年多时间，从头优化、调整技术方案，重新设计设备结构，在光学系统、算法和硬件稳定性上反复打磨。

瞬态光谱技术

颠覆半导体检测行业

创锐光谱的核心技术是瞬态光谱。

“瞬态光谱是在单一的波长维度的信息上，加入一个时间分辨的维度，使得其在超快的时间分辨区间内，实现一个动态的检测，它的优势在于能够获取更多动态变量的信息。就像拍一部高速视频，能捕捉材料内部电荷、光子、载流子在纳秒、皮秒甚至飞秒尺度上的动态变化。”金盛烨解释道，在这个过程中能看到这个材料的很多属性，包括它的电荷迁移率、电导率、电荷转移，还有正负电荷解离与复合等能力。通过分析载流子（电子和空穴）的动态特征，以及缺陷对这些微观行为的干扰，能检测到传统方法看不到的材料特性。

基于瞬态光谱技术的SiC衬底位错检测设备

对于碳化硅衬底而言，晶格位错为关键缺陷，会直接导入外延片中，对最终器件产生致命影响，也会导致器件长期可靠性问题。传统方法通过化学腐蚀法进行检测，需要将碳化硅晶圆浸泡在碱性溶液中，再置于显微镜下统计腐蚀坑数量，期间晶圆发生不可逆的腐蚀破坏而最终需要被废弃。此外，这种检测方法对生产造成成本损失且仅可进行抽检，对下游外延生产良率的提升相当有限。

目前，创锐光谱通过瞬态光谱技术检测碳化硅材料的位错缺陷，能精准识别TSD（贯穿型螺位错）、TED（贯穿型刃位错）和BPD（基平面位错）等复杂缺陷。其技术突破的核心在于以非接触式光学无损方式检测，通过大面积光学成像方法，平均只需10多分钟，即可扫描整片晶圆，生成缺陷分布图。

“无损检测是我们的杀手锏。从有损到无损，这是一个跨越式的突破。”金盛烨说，“现在绝大部分生产企业还在用老旧的有损的化学腐蚀法，全球范围内造成每年数亿元的成本损失，而我们的方案让客户既省钱，又能全检，能从根本上提高供给给下游芯片厂商的出片良率，提升质量把控的能力，带来真正的价值。”

据金盛烨估算，通过这套系统的应用，衬底和外延片环节的良率起码可以提升5~10%。

在与公司多次交流及与下游客户沟通的过程中，郭斌深切感受到这一技术给行业带去的变革影响。他提到，“终端客户反馈创锐光谱提供的新型检测工艺可以将过往通过传统方式需要半小时到1小时的检测周期，缩短到5～10分钟，且检测精度大大提高。此外，其能快速分辨不同的检测类型、缺陷的种类。当这些要素结合在一起时间，对整个碳化硅衬底、材料生长的精准化和快速化有相当好的指导意义。”

“公司最核心的价值就是从原来传统的抽检到实现片片全检，即每一片衬底、每一片晶圆都可以被检测到，在产业里实现了从一个检测设备转变为一个生产型设备的进化，增加了至少数倍以上的TAM（TotalAddressableMarket），想象空间巨大。”郭斌强调。同时他指出公司的另一个核心优势在于，过往的传统方式只能完成表层的检测，但创锐光谱能做到纵深层面的检测，能探入材料的结构内部发现缺陷，这个难度是极高的。

超快瞬态吸收光谱系统-TA100

与此同时，检测系统引入的AI识别功能是这套系统的另一亮点。碳化硅晶圆上的缺陷种类繁多，系统内置的AI算法能自动分类上万个缺陷，通过不断拓展技术的泛化性来适应不同厂家和不同工程端的产品。

“我们花了很长时间优化算法，采集了大几百G的数据，让整体识别率从传统人工检测的80%左右提升至99%以上。”金盛烨举了个例子，“由于目标检测物的相似度太高，微观层面的图像识别比宏观层面的难度更大，就好比要在双胞胎里挑出哪个是哥哥，哪个是弟弟。我们做了大量的数据分析，才达到AI自主精准分类识别的程度。”

此外，在产品的研发上，创锐光谱采用“平台技术+定制化开发”的策略，基于瞬态光谱技术，针对不同材料和场景开发相应的设备。目前，公司的产品应用主要有两类，即科研仪器与工业检测设备。

科研仪器的目标客户是高校和研究所等国内学术机构。而工业检测设备则聚焦碳化硅、钙钛矿光伏电池和MicroLED等领域。比如在钙钛矿光伏领域，传统硅基检测方法难以应对其薄膜特性，创锐光谱的设备能扫描1.2米×0.6米的大面板，定位缺陷并评估稳定性，帮助厂商优化刮涂工艺。

“针对产业的痛点，我们做专门的开发，通过技术手段识别钙钛矿薄膜的质量优劣、缺陷的位置，分析哪些缺陷是致命的，哪些是可以容忍的，通过精准分析不断提高迭代速度及检测水平。”金盛烨表示。

科研仪器要做到更尖端，工业检测要覆盖所有化合物半导体和第四代半导体，激光器和探测器争取国内领先，这是公司的战略规划。

光速光合合伙人朱嘉表示，“中国半导体产业未来的发展需要引入更多的检测手段，我们持续看好检测设备在半导体、泛半导体领域以及先进制造领域广泛的市场空间。创锐光谱是很典型的代表企业，团队通过本土的技术研发，凭借过往在科研领域的积累，长期的坚持以及在客户需求的牵引下，取得了巨大的技术突破，达到了世界领先的水准。”

目前，公司客户已经覆盖国内多家头部碳化硅产业链巨头。

此外，创锐光谱也正与国内头部客户合作推动国标制定，比如碳化硅外延片的载流子寿命测试，预计2026年完成。而在海外市场，本月，公司向海外客户正式交付了一套设备，成为国内高端半导体检测设备少有的出口案例。

虽然瞬态光谱的工业检测应用是一项全新的技术，需要一定的市场教育时间。但据他透露，今年年初，创锐光谱已开始导入客户，“现在碳化硅领域的头部企业基本都用上了我们的新设备。今年我们争取导入更多的客户，明年预期会有批量订单。”

强大的技术背后，是持续的研发投入。公司130人的研发团队分别布局在大连（专注科研仪器和激光器）、杭州（侧重工业检测）和南京（聚焦探测器），不断推动技术迭代。

“我们一只眼睛盯着国际同行，保持对行业触角的灵敏；另一只眼睛则盯着客户，瞄准头部客户的需求来做布局。”金盛烨表示。

目前，创锐光谱还在研发针对第四代半导体（如氧化镓和金刚石）的检测设备。尽管这些材料尚处于发展早期，但金盛烨看好其前景，他认为，缺陷控制是关键，公司应该储备技术，提前布局。

“我们把创锐光谱定位为全栈式先进光谱检测技术企业，通过更尖端的科研仪器做全布局的开发，希望能覆盖所有化合物半导体的检测。”金盛烨语气坚定地表示，“我们的质量不输欧美，我们有信心走出去，不只是卖设备，还要推动检测标准，让中国企业在国际上拥有行业话语权。”