自开展“强芯工程”以来，中国半导体制造国产化提速，力争突破国外在芯片领域的封锁，赢得这立于科技之上的“战争”。为提升竞争力，半导体制造企业在芯片尺寸、性能和功能上寻求突破，芯片以纳米为单位，朝着更小、更快、更稳定的方向发展。但尺寸的缩小，带来芯片对杂质更敏感，任何细小的杂质和污染物都可能对芯片性能产生显著影响，洁净程度甚至影响了其电学性能、晶体结构、界面性能以及稳定性。
所以，清洗作为贯穿半导体制造工艺的重要环节，清洗液运输的环境是否超洁净，是否有杂质进入，输出流量与环路液压是否稳定关系着芯片制造的良率。如何率先突破高密闭、超洁净、强稳定的供液技术，成为国内半导体清洗设备厂商和科研院所奋起突破的关键技术，促进成果转化的动力。
2021年，采用永磁无轴承技术的超纯净泵产品问世。该产品的动力源为采用国内自主研发的磁悬浮无轴承电机，实现高密闭、无接触、无磨损超洁净环境下的清洗液高效运输，填补了国内超纯净泵产品的空白，为半导体清洗设备厂商提供了国产替代的解决方案，解决了部分厂商遇到的进口泵禁售困境。
这一技术和产品的发明者是一支来自南京航空航天大学(以下简称“南航”)自动化学院的电气工程系高速电机研究室的团队，博士研究生鲍旭聪便是团队的核心成员之一。
完成技术攻坚，突破国内空白
鲍旭聪就读的南京航空航天大学是我国最早从事磁悬浮轴承研究且取得较多研究成果的高校之一，自动化学院电气工程及其自动化专业负责人王晓琳教授更是在磁悬浮技术及其应用方面有着深厚的学术积淀，其严谨的科研风格、细致的教学态度让本科期间就读相关专业的鲍旭聪深受其益。在获得研究生推免保送资格后，鲍旭聪便第一时间向王晓琳教授表明了加入研发团队的想法，并在读研后，参与了无轴承电机与高速电机控制技术的研究。
磁悬浮无轴承技术基于传统磁悬浮原理，把传统磁轴承电机中产生径向力的绕组集成至电机内部定子上，通过解耦控制实现对电机转矩和径向悬浮力的独立控制。与传统电机不同的是，它没有传统轴承和机械结构，其利用磁场叠加原理，实现高集成结构下的电机转子完全悬浮，减少机械磨损和能量损耗，提高功率、效率和使用寿命。但因该项技术最初由欧美国家的公司开发，他们在研发、生产和销售方面处于领先地位，因此，很长一段时间该技术都被国外企业所垄断。
为实现国内无轴承电机产品从0到1的突破，鲍旭聪和团队在南航无轴承磁悬浮技术20年研制成果上，历经上万小时的拷机测试，近二十次的原型样机迭代，通过多因素耦合，数千次迭代设计，突破电机结构设计复杂、传感器精度要求高等系统设计难点，完成技术攻坚，研发出永磁无轴承电机，其中高集成结构设计方案、高精度传感检测技术及高性能驱动控制算法三大核心技术更是实现“国内首创”。至此，中国在国际无轴承电机市场中占有了一席之地。
实现技术转化，荣获创业大奖
无轴承电机的突破，很快被国内半导体清洗设备龙头企业所关注，他们希望通过与鲍旭聪团队的合作，将永磁无轴承技术具备的高精度、高稳定度和可实现高纯净度等优势，运用到半导体清洗设备上，解决国外对部分半导体设备的制裁带来的“卡脖子”问题。
在导师的指导下，鲍旭聪和团队以永磁无轴承电机为关键部件，突破主动悬浮技术、高速控制算法、无轴承传感系统等技术壁垒，研发出国内首个“无轴磁浮纯净泵”产品，为半导体制造中的清洗工艺提供超洁净液体高效运输的可靠解决方案。
2021年，受国家纵深推进大众创业万众创新政策的鼓舞，带着大学生创业的激情以及项目落地的决心，鲍旭聪和团队在南航大学生创业孵化中心成立了南京市星源动力科技有限公司(以下简称“星源动力)，并携“超纯净泵”项目参加了第九届“赢在南京”青年大学生创新创业大赛。经过长达数月的激烈角逐，项目得到评审专家一致认可，荣获一等奖，并获得南京市人社局和南京市创新投资集团50万元投资资助。根据“紫金山英才宁聚计划”，公司可对接南京市D类人才政策。
在南京市创新投资集团的投资支持和创业辅导下，依托于南京航空航天大学自动化学院高速电机研究室，星源动力将先进的永磁电机制造工艺及驱动技术研究逐步在行业需求中落地，实现技术转化、行业赋能。
“我们从研究成果出发，将星源动力研发的产品分为‘无轴磁浮纯净泵’和‘超高速微型电机’两类。其中，无轴磁浮纯净泵基于磁悬浮技术，将悬浮与驱动两大功能高度集成于作为泵核心动力源的电机内部，实现泵高密闭、无磨损运行。经过验证，产品已逐步应用于半导体清洗设备中，并按照600瓦、1200瓦、4000瓦等主流功率划分不同型号。同时，我们也会配合客户就可靠性进行定制，综合来看，增长空间较大。而超高速微型电机则是基于整体性支撑系统，配合宽禁带GaN功率器件集成化驱动器，保证了系统超高基频与超宽速域的稳定运行。目前产品已实现600,000rpm全速域运行，是当前全世界可查最高转速。”对于公司核心产品的打造，鲍旭聪规划清晰，提及竞争力也颇具信心。
事实也正如鲍旭聪所说，当无轴磁浮纯净泵产品应用于半导体清洗设备中，液体运输的洁净度和效率显著提高，客户遇到的进口泵禁售之困也迎刃而解。“星源动力研发的超纯净泵打破了国外对我国无轴承电机的技术封锁，改变了我们长期依赖进口设备的现状。而更令我们惊喜的是，由超纯净泵组成的清洗设备，相较于传统方案，实现了每台设备清洗液运输效率提升37%，热损耗降低20%，洁净度提高7%的成果，预估每台清洗设备可节约投资20万元。”半导体清洗设备行业龙头企业负责人在使用后给予产品高度赞誉。
客户的真实评价是企业实力最有力的证明。相较国际市场最优竞品，在相同流体运输洁净度要求下，星源动力研发的无轴磁浮纯净泵成本更低，但转速、功率更高，最大提升度近65%，而热损耗只有竞品的80%。因此产品也得到国家863重大专项专业组专家、教育部长江学者等的认可。
探索更多领域，创造引擎未来
道阻且长，行则将至;行而不辍，才能未来可期。
星源动力通过布局在半导体清洗设备领域的应用，突破纯净泵的卡脖子问题，实现在终端市场与华为、中兴、盛美等半导体科技领军企业的合作。项目成员也以第一发明人的身份荣获发明专利 9项，软件著作权3项，并在包括“互联网+”创新创业大赛、“创青春”中国青年创新创业大赛、“天宫杯”研究生创新实验竞赛等赛事活动中屡获佳绩。
但鲍旭聪和团队认为，超洁净领域市场规模大、前景广，对液体运输有需求的半导体制造、生物制药、化工工业、先进制造等领域均可探索，只有在应用中优化技术和算法才可以更好地赋能精准市场，为中国的产业发展做贡献。
“目前我们计划在人工心脏血泵体外循环领域积极推动与医院或者医疗设备机构的合作，化工领域也已启动与合作方的洽谈。同时，南京市创新投资集团也在提供投后服务中链接资源，提供指导，敢于探索才能拥有无限可能!”提及后续规划，鲍旭聪充满期待地说道。
“作为大学生创业企业，星源动力的发展尚处于起步阶段，但作为国内无轴承电机的开创者，星源动力有着南航数十年磁悬浮技术研究的丰厚底蕴，随着中国智造引擎发展，相信在团队的携手共创下，必将收获更好的‘纯净未来’。作为创投机构，我们也将一路关注，一路扶植，给予建议和指导，助力年轻创业者实现梦想!”在南京市创新投资集团的赋能下，星源动力的未来值得期待。
来源：创投集团
审核：薛瑶
发布：尤异