劳模工匠的“专属配方”精准破解LED芯片技术瓶颈

在东莞市中晶半导体科技有限公司（以下简称“中晶科技”）车间，多台MOCVD设备（金属有机化学气相沉积）正在量产中，但面对同行的竞争，以及未来芯片小型化的趋势，公司要想提升LED芯片性能，还需要进行针对性改造。面对困扰企业的技术难题，东莞市企石镇总工会精准对接全国劳动模范、东莞市中镓半导体科技有限公司总经理助理刘鹏进行技术交流指导，双方共同开启对MOCVD设备建模仿真和生长区结构优化的技术攻坚，团队历时3个月成功提升设备沉积均匀性，助力企业实现LED芯片品质升级与成本降低，这是东莞市“劳模工匠进万企”专项行动的又一成果。

精准对接破解行业共性难题

中晶科技主要从事半导体照明器件制造、电子专用材料研发及光电子器件制造等业务，公司以GaN（氮化镓）衬底为基础，重点发展Mini/MicroLED外延及芯片技术。氮化镓是一种新型半导体材料，2008年7月，在取得北京大学物理学院硕士学位后，刘鹏跟随导师来到东莞创业，成立东莞市中镓半导体科技有限公司，扎根东莞进行氮化镓（GaN）材料生产设备的研发。

“中晶科技主做LED灯珠的前期研发和生产，核心设备MOCVD的工艺水平直接影响产品良率。然而，随着产业的进步，LED向Mini/MicroLED发展，原有的技术水平难以满足下游需求。”刘鹏告诉记者：“MOCVD就像半导体产业的‘微波炉’，但要想‘烹饪’出高品质的LED芯片，必须掌握专属‘配方’。”

刘鹏团队的第一个难题就是如何通过流体力学软件建立设备仿真模型，获得与生长结果趋势一致的结果。他结合中晶科技的实际生产数据反复验证，进行反推实验，模拟计算出设备生长区的温场和流场，构建出与实际生长结果高度吻合的温场与流场模型。通过分析，团队发现托盘转速过高会导致组分浓度不均，随即优化喷淋头设计，使气相沉积均匀性显著提升，设备利用率提高的同时降低了生产成本。

“这个过程我们持续做了3个月，研发人员调试设备时，信号出现中断，大家立即行动检查。”刘鹏说，这种技术的共同碰撞每天都在发生，一旦问题出现，大家就迅速放下手头工作参加线上会议，商讨如何解决问题。最终，这台优化后的MOCVD设备不仅沉积均匀性进一步提升，还将波长偏差缩小了一半以上，提升了产品质量，中晶科技也拥有了自己专属的优化方案。

传承助力产业升级

此次技术帮扶并非个案。刘鹏参与的“劳模工匠进万企”行动已覆盖东莞多家半导体企业。在东莞市德镌精密设备有限公司，他针对晶柱生长过程中存在的缩径现象，导致衬底良率不达标的关键难题，提出放大衬底生长区卡盘尺寸或通过工艺调整生长角度，并积极采用旧设备部件测试，缩短等待时间，大幅降低研发成本。

“正是这些经历催生了服务队的‘前置诊断’工作法，现在每接到各镇街工会的邀请，我都会与企业对接，先做足材料分析、工况模拟的功课，待形成针对性解决方案后，再带着‘对症药方’深入车间进行技术帮扶。”刘鹏表示，技术帮扶不仅要解决问题，更要培养人才。他注重“师带徒”模式，组建专项学习小组，从基础工艺到仿真建模分层培养技术骨干，帮助企业搭建自主创新能力。目前，东莞市企石镇总工会已成立以刘鹏为首的“匠声”宣讲队，为60余家“专精特新”企业开展“一对一”调研，全年计划举办10场以上助企活动，推动“精神领航、助企赋能、创新孵化”三大工程落地。

来源：东莞工会 南方工报