德国初创公司热激光外延技术可蒸发全部元素实现超纯薄膜制备

在微电子与半导体领域，薄膜沉积技术的每一次突破都可能重塑整个产业格局。德国初创企业epiray GmbH近期凭借一项名为"热激光外延"（Thermal Laser Epitaxy，TLE）的创新工艺，在薄膜制备领域引发广泛关注。该公司首席执行官Wolfgang Braun表示："这是一项将对未来产业具有关键意义的创新技术。"

epiray脱胎于位于斯图加特的马克斯·普朗克固态研究所（MPI für Festkörperforschung）的Mannhart研究部门，于2021年正式从该所量子固态电子学部门分拆独立，将实验室成果转化为可商业化的系统产品。TLE技术也被纳入德国《高科技议程》（High-Tech Agenda）的六大关键技术之一，足见其在国家战略层面的重要地位。

激光加热突破2800°C，实现全元素蒸发

传统外延技术——无论是分子束外延（MBE）还是化学气相沉积（CVD）——通常依赖加热线圈、离子束或复杂化学反应来生长超薄晶体层，工艺窗口受限，难以在超高温区间稳定运行。TLE的核心突破在于以高功率激光束替代上述手段，直接加热原料和衬底。

由于激光束的功率密度几乎可以任意调节，系统可以达到极高温度。epiray联合创始人兼首席技术官Hans Boschker介绍，TLE工艺温度Zui高可达2800°C，这意味着元素周期表中的所有元素均可被蒸发并沉积成膜——这在传统外延技术中几乎无法实现。更关键的是，激光以毫米级精度加热目标区域，而样品周边区域不受影响，从根本上杜绝了交叉污染，实现了超高纯度的薄膜生长。马克斯·普朗克固态研究所官网上的动画演示直观展示了该工艺如何逐层构建异质结构。

超高纯度是TLEZui具竞争力的差异化优势。在半导体器件制造、量子计算元件及精密光学涂层领域，材料中任何微量杂质都可能导致器件性能大幅下降，而TLE的"无污染"特性恰恰填补了这一行业痛点，构成其目前的市场卖点。

从三人团队到布局中美英三地市场

epiray目前在内卡河畔韦尔瑙（Wernau am Neckar）自主制造并销售TLE系统。公司创立之初仅有三名研究人员，经过数年发展，团队已扩张至七人，并在美国设立了子公司。当前，epiray正积极开拓英国与中国市场，将销售版图延伸至欧洲和亚太地区。

这一稳步扩张离不开马克斯·普朗克学会（Max-nck-Gesellschaft）的体制支持。该学会以研究成果转化效率著称，其"低官僚化、定制化"的孵化支持模式，使科研人员得以相对顺畅地完成从基础研究到市场化产品的跨越。epiray的成长轨迹，正是德国科研机构推动深科技（Deep Tech）商业化的典型样本。

下一步：面向工业级涂层制造的产线布局

目前，epiray的业务仍以销售TLE系统设备为主。然而，Braun透露，公司已着手规划工业级TLE涂层生产线，意在直接切入下游制造环节，为客户提供批量化的高纯薄膜材料或涂层服务，而非仅停留在卖设备层面。这一战略转型将使epiray从仪器供应商向材料与工艺服务商延伸，商业模式的纵深也将随之扩大。

从发展路径看，TLE技术所覆盖的应用场景——半导体先进制程、量子计算硬件、新型光学器件——恰恰是当前全球科技竞争的核心赛道。中国薄膜沉积设备与材料市场正处于国产替代加速阶段，对超高纯度、工艺创新的需求旺盛。epiray将中国列为重点拓展市场，既印证了中国市场的吸引力，也意味着国内相关企业和研究机构未来或将有机会接触并引进这一前沿工艺平台。与此同时，这也提示国内科研与产业界：在薄膜外延这一基础性工艺环节，源头创新的空间仍然巨大，自主突破同样大有可为。