【科學家探索故事】「90後」博士蔡子明團隊瞄準「電子工業大米」 首條年產百噸量產線投產 研高端電子瓷粉 破國際壟斷

片式多層陶瓷電容器（MLCC）是智能手機、新能源汽車、5G通信等領域的核心元件，被譽為「電子工業大米」，是全球用量最大的電子元器件之一。作為全球最大的MLCC電容器消費國，中國的高端MLCC的原材料電子瓷粉及生產設備長期嚴重依賴進口。清華大學「90後」博士、合肥清瓷科技創始人蔡子明帶領團隊瞄準這一「卡脖子」領域，從原料、配方、設備、工藝全方位實現國產自研，打破國際壟斷。在安徽省合肥市包河區的一家綠色工廠內，隨着原料經純國產設備沿自研技術路徑跑通，由蔡子明團隊建設的首條年產100噸高端MLCC瓷粉量產線，本月已正式實現投產。

●文/圖：香港文匯報記者 趙臣 合肥報道

「我們自研的高端MLCC瓷粉及全工藝流程服務達到國際領先水平，預計明年底能實現年產100噸。」在接受香港文匯報訪問時，蔡子明指着儀器上的數據向香港文匯報記者表示，團隊以自研工藝攻克高端MLCC瓷粉製造壁壘，不僅掌握國際壟斷的120納米粒徑製造技術，更實現技術躍升，單顆瓷粉粒徑可極限壓縮至50納米，產品性能更強、成本更低。未來他冀帶領企業進軍國際市場，力爭改寫全球MLCC產業版圖。

明確行業壁壘 探索高端瓷粉製備

從日常消費的電子產品，到關乎國家戰略的通信、能源、航天等領域，電子瓷粉的身影無處不在，支撐着整個電子工業的運轉。然而，在電子瓷粉的高端領域，中國企業卻長期缺乏話語權。以MLCC為例，這種基礎元件的生產精度堪稱極致——單顆需交替疊印上千層陶瓷介質與金屬電極，單條高容MLCC量產線造價約5億元（人民幣，下同）且無法引進，作為核心材料的瓷粉80%以上依賴進口。更嚴峻的是，精密半導體封裝、車規級MLCC瓷粉等高端品類，國產化率近乎為零，每噸進口價格高達百萬元，核心技術與市場主導權牢牢掌握在日韓美部分企業手中。

「高端瓷粉製備、電極介質共燒是MLCC行業兩大核心壁壘。」蔡子明介紹，傳統用高溫高壓的水溶液製造瓷粉的水熱法存在微孔缺陷，而通過固態物質進行反應製備粉體的固相法工藝沒有缺陷，可靠性很高，性能很好，但是具有很高的技術門檻。

「日企的多個型號MLCC的電極連續性超過98%，而國產相應型號產品的電極連續性僅能達到85%左右，反映到可靠性上差距巨大。」在明確研究方向後，在清華實驗室的五年裏，蔡子明帶領團隊以固相法為工藝路徑，研究高端瓷粉製備配方，嘗試突破行業核心壁壘。

創新燒結工藝 最小粒徑50納米

在合肥清瓷科技的中試車間，蔡子明在全國產設備前向香港文匯報記者介紹團隊的核心技術：「對於陶瓷粉體製備來講，燒結是最重要的工藝。高溫煅燒的時候，陶瓷粉末的粒徑非常容易長大，尺寸很難控制。經過反覆的調控驗證，不斷地尋找規律，最終我們用定製的國產設備，通過獨創的『兩段式』燒結工藝，可以將瓷粉粒徑最小控制在50納米，滿足特殊的工藝需求。」

目前清瓷科技已經掌握50納米及以上的不同粒徑的固相法MLCC瓷粉製造技術，且技術成熟，相較日韓的國際頭部廠商掌握的120納米及以上的技術，同等粒徑產品在性能、價格等方面均有優勢；在150納米層面，產品性能遠超2024年國家重點研發計劃標準。

MLCC最核心的高端場景之一就是應用在芯片周圍，高端MLCC能夠保證優秀的電容，從而提升芯片性能。高端通訊、計算及下一代汽車等設備，需要強大的芯片處理能力，MLCC發揮關鍵作用。「以應用在芯片封裝領域為例，我們要做的事情就是提高MLCC這種被動元件單個的有效容量，比如它的有效容量能提升50%的話，那麼就可以去掉50%的器件數量，封裝成本會降低，封裝體積也會大幅度縮小。」蔡子明說。

獲天使輪融資 創辦科技公司

談到走上成果產業化道路的契機，蔡子明說，「2023年，日本政府將MLCC列入重要物資清單，這意味着未來高端MLCC可能不向中國出售，這是國產替代的機遇，行業終於迎來風口。」當年，蔡子明聯合曾在華科大同窗的好友李彥敏，共同籌劃起開設公司建設首條高端MLCC瓷粉量產中試線的項目。經過兩年的前期準備，2025年1月，蔡子明團隊成功獲得1,200萬元的天使輪融資。最終，創辦了合肥清瓷科技有限公司。

隨着量產中試線投產，蔡子明向香港文匯報記者描繪了未來最大的願景，他想把瓷粉產品和設備賣到日本等國，實現規模化出口。「我們的願景分四階段，第一階段中試（小規模試驗），第二階段擴產，第三階段賣到日韓去，第四階段是聯合國內廠商協同創新，研發高端MLCC。」蔡子明透露，下一步公司計劃完成A輪融資，打造總規模達800噸的三條產線，力爭早日實現年銷售額5,000萬元的目標。