2025年12月17日,沈阳,第十四届中国创新创业大赛全国总决赛。经历了近4个月的初赛、复赛、决赛,元相微科技,从近30000家报名企业中一路过关斩将,最终斩获工信部和火炬中心举办的全国创新创业大赛初创组金奖。元相微科技专注尖端电子显微技术,自主研发出中国首台“超级表面电子显微镜”,实现了从设计、制造到组装、调试的全产业链自主可控。这也是江苏产研院/长三角国创中心以“拨投结合”模式支持的重大项目公司之一。
量子物理,洞见微观世界的“眼睛”
“在创业的路程当中,我们每一天都在经历很大的挑战,尤其是在AI海啸来临的时候,我们如何去应对未来科技的发展?公司成立的初心,就是充分利用基础量子物理,打开观测微观世界的眼睛。”董事长兼总经理唐文新在获奖感言中表示。
▲ 唐文新在大赛现场
良率,是芯片制造业的核心生命线指标。而实现良率的稳定提升,关键就在于能够在微观世界甚至原子层面“捕捉”晶圆缺陷并及时管控。
传统的扫描电子显微镜,将电子束聚焦成1-2纳米左右的束流,沿着晶圆表面逐点逐点扫描。“但一片12英寸的晶圆,直径达300毫米,如果这样一纳米一纳米去‘啃’的话,需要极长时间。”唐文新表示。所以,当前晶圆厂大多将其用于缺陷的比对,或者关键尺寸的抽样测量,很难满足在线检测需求。
“工艺每推进一代,工序数量可能从100道激增。”在行业专业人士看来,随着芯片制程5nm以下甚至10A进军,传统扫描模式的电镜的效率已远远无法满足行业需求,亟需革命性的创新与突破。
元相微敏锐地捕捉到了这种工业需求。公司研发的电子量子波晶圆检测设备,摒弃了传统逐点扫描模式,而利用电子波动相位技术,不仅实现了大视场、高通量的“非扫描”动态成像,且不会损伤样品和残留电荷,为国产芯片提升良率提供了关键的“火眼金睛”。
“我们的超级表面电镜,不是聚焦在某个纳米尺度,而是以大视野的平行电子束直接探测晶圆缺陷,未来甚至可以达到亚毫米级视野。根据用户需求,可以实现在线检测并发现原子层级的缺陷。”
从“量子科学”到尖端工业的颠覆性创新
“电子波动成像,跟扫描电镜经典的粒子性成像有本质的不同。量子波电镜的获取缺陷速度,可以比当前国际上最好的扫描电镜快百倍。”这种方法,从“点对点”升级为“场对场”,从“CPU”升级为“GPU”,根本性突破电子束检测通量的瓶颈。
在唐文新看来,这不仅仅是一个技术的迭代,更重要的是,“这意味着我们打开了一扇新的工业检测大门,真正的用量子物理去发现芯片缺陷高支撑的关键点。”
“元相微”三个字,从何而来?
这是唐文新深思熟虑的结果:“‘元’,象征万物本源,在道家看来,这是一种根本的生长动力;‘微’是指我们的电子显微镜;‘相’,既是显微镜下观测到的微观图像,更是量子波动的核心物理特征——相位,这是描述量子态的关键物理量。这也正是我们显微镜最独特的地方。”
作为元相微的创始人,唐文新有着扎实的学术背景和丰富的国际资源。他是复旦大学的博士,国际低能电子/光电子委员会委员,拥有27年表面科学与尖端电子显微镜研发经验,也与剑桥、牛津、马普所、IBM和美国国家实验室等长期保持学术合作。
这让唐文新对公司的技术路线与市场前景充满信心。“当然,我们所有的科技创新,都站在前人基础上和得益于前人的探索;目前,也没有一个工具可以解决所有的问题,我们希望的是通过我们的努力,为现有的半导体产业需求提供一个更好的互补工具,共同推动整个产业的长续发展。”
在江苏产研院/长三角国创中心支持下,元相微已经跑通了0-1的原理阶段,并且成功在12英寸的机台上搭载系统,实现了USM-DA300系统,走出了第一步的工业迭代,“这在中国、在国际上,都有它首发性的价值。”公司首席技术官CTO达晓冬判断。
元相微的突破,标志着中国在这一关键领域从“追赶”到“创新引领”的转变。其基于电子量子相位的高通量检测系统,不是简单的进口替代,而是技术范式的革命性创新——从串行到并行、从强度像到相位像、从事后检测到原位动态。
这种创新能力,配合国产化成本优势、与国内产业的紧密联系、以及政策与资本的强大支持,使得元相微有机会成为引领产业变革的力量。未来3-5年,国产检测设备的市场占有率将从现在的几亿元级,扩展到几十亿元级乃至百亿元级。
拨投结合,为重大创新项目“添翼”
“对于创业团队来说,如果失去‘方向盘’,就失去了创业最根本的动力和意义。”从基础科学到项目落地,对团队而言,江苏产研院/长三角国创中心“拨投结合”模式,可以在保障团队绝对主导权的基础上,给予引领性、原创性创新项目“最初一公里”的最大支持。
目前,像唐文新“超级表面电子显微镜”这样的创新项目,江苏产研院/长三角国创中心已经支持了180余个,已有27个项目完成研发目标并获得市场融资。
元相微项目落地苏州后,相城和长三角先进材料研究院也提供了资金、检测和加工设备、超净间等场地的支持以及专人的项目服务牵引,“这都是让这个项目能够从一个想法演化到今天,不可或缺的核心动力。”
依托完善的科创生态,元相微自2024年7月正式成立,不到两个月即斩获高通-红杉创业大赛冠军,公司即推出面向量子科研应用的超级显微镜整机产品并获订单。
通过与半导体检测产业方股权合作,公司获得价值约9000万元的12英寸及8英寸晶圆多套检测修复工业机台使用权,并且和纳瑞科技紧密合作,用于产品技术迭代。这使得元相微以低成本,最高效率地完成从“实验室样机”到“工业级产品”的突破迭代,迅速打通工业化技术转化。当前,团队正在积极与市场对接,打通上下游产业链、打造满足未来发展更加精细的自驱创新网。
“这份国家级的冠军荣誉,是对团队在相关领域长期深耕的肯定。”唐文新表示,“它激励着元相微继续坚守初心,将前沿科学转化为坚实可靠的国产高端科学仪器,助力国家在半导体与材料科学领域的自主突破。”
拓展阅读
江苏产研院/长三角国创中心采用“拨投结合”方式,针对原创前沿、引领性技术在早期研发风险度高、回报周期长、市场融资失灵时,给予项目早期研发资金支持,加速技术成果向产业转化。
“拨投结合”机制意在解决早期引领性技术研发周期长、缺乏市场对标、融资市场失灵的问题,通过专业化研判和市场化资金使用机制,提高财政资金使用效能,撬动社会资本投小、投早、投“硬”科技,推动更多前沿性、引领性、原创性技术跨越“死亡之谷”。该项举措被列为国家发改委、科技部“十四五”全面创新改革举措并向全国推广。
截至2025年12月,长三角国创中心累计落地实施180余个重大项目,已有27项目完成研发目标并获得市场融资,部分项目进入B轮。其中氮化镓射频技术、碳化硅外延设备、容损RDMA芯片及其网卡、先天脊髓性肌萎缩症基因治疗、柔性定制辊压技术等项目估值超过10亿元,多项产品或技术填补国内空白。