纳米氧化钇一送就团聚挂壁、断粉频发：一台能直送 300-500nm 原生干粉的送粉设备，想补齐先进涂层的国产上游短板
先进涂层工艺与半导体制造产业快速发展背景下，纳米陶瓷粉体在激光熔覆、超音速喷涂、半导体腔体防护涂层领域应用持续拓展，原生纳米粉体输送难题逐渐成为制约工艺研发与先进制程落地的关键卡点。针对纳米氧化钇粉体极易团聚、静电吸附，现有设备难以实现干粉长时间稳定微量送粉的行业现状，纳米级粉末送粉设备项目开发一套复合控制送粉装备，面向科研机构与半导体配套企业寻求500万元融资。
纳米氧化钇是高性能防护涂层的核心材料，一方面广泛用于高校、科研院所开展激光熔覆、超音速冷喷涂、超音速火焰喷涂、气溶胶沉积等先进表面涂层工艺研究；另一方面在半导体先进制程中，氧化钇涂层能够抵御刻蚀设备内部氟等离子腐蚀，减少晶圆生产过程中的颗粒污染，是7nm及以下先进制程刻蚀腔体的关键防护材料。全球头部厂商KoMiCo、TOTO均将AD气溶胶沉积作为先进制程氧化钇涂层的核心差异化工艺，而AD工艺的底层瓶颈就是亚微米 纳米原生干粉的稳定输送。国内追赶型企业如臻宝科技，推进AD涂层产业化过程中同样受限于粉体输送模块。
当前国内AD、SPS悬浮等离子喷涂大多依赖造粒粉体或者浆料输送方案：造粒粉体改变原始颗粒形貌；浆料方案则存在沉降、堵管、溶剂扰动等离子焰流，制约涂层良率。本项目研发的纳米级干粉送粉设备，可直接输送300 500nm原生氧化钇干粉，能够为国内涂层服务商补齐上游关键装备短板，助力国内涂层企业缩小与 KoMiCo、TOTO 等国际巨头的技术差距。
行业存在两类主流解决方案，但均存在明显短板。面向科研市场的商用送粉设备大多仅适配微米级别粉末，原生纳米氧化钇粉体受静电作用极易团聚挂壁，送粉过程中频繁出现断粉、流量剧烈波动问题。科研机构若要开展相关试验，只能采购高成本喷雾造粒粉体，难以直接使用原生纳米粉末制备涂层试样，新工艺验证成本高、成功率低。而半导体先进制程所采用的 SPS 悬浮等离子喷涂工艺，现阶段普遍采用浆料泵输送方案，需要提前将纳米粉体配置悬浮浆料，粉体沉降、管路堵塞问题频发，同时浆料中的溶剂会干扰等离子焰流稳定性，直接影响腔体涂层良率提升。无论是科研端新工艺探索，还是半导体产线的配套升级，市场都迫切需要可以直接输送原生纳米干粉的高精度送粉装备。
项目自研纳米粉体送粉设备，以超声振动破团聚、静电抑制、称重闭环 PID 控制作为核心技术壁垒，设备可对300 500nm粒径的氧化钇粉末开展输送，实现 mg/min 级别微量连续送粉，流量精度可达±5%。这套硬件平台具备多工艺复用能力，一套设备可以适配激光熔覆、超音速冷喷涂、超音速火焰喷涂、气溶胶沉积多类涂层研发场景；针对SPS悬浮等离子喷涂工艺，设备采用干粉独立输送、前端在线混液的工作模式，规避传统浆料输送带来沉降堵管、溶剂干扰焰流的固有缺陷。相较于进口振动送粉器、国内普通振动送粉产品，该设备不需要对粉体进行预先造粒处理，直接使用原生纳米粉体即可完成高精度输送，解决现有装备无法适配纳米干粉的技术短板。
在市场空间层面，项目形成科研市场为主线、半导体配套为第二增长曲线的双业务布局。主线市场聚焦国内高校、材料科研院所、新材料企业，国内纳米陶瓷涂层、稀土氧化物涂层相关科研项目持续增加，科研级精密纳米送粉装备国产化存在较大缺口，气溶胶沉积工艺也对亚微米干粉稳定输送提出刚性需求，该板块将成为项目早期现金流的重要来源。半导体赛道方面，氧化钇半导体涂层拥有数亿美元的全球市场规模，国内晶圆厂持续扩产叠加国产化替代趋势，SPS悬浮等离子喷涂作为先进制程主流工艺路线尚处于工艺验证、小批量试产阶段，上游配套进料设备属于蓝海市场，具备中长期成长空间。除此之外，设备还可拓展至气溶胶发生器、特种粉体材料制备等补充应用场景，多工艺复用硬件也能够摊薄研发投入，提升项目抗风险能力。
项目核心研发力量依托上海交通大学科研团队，核心成员包含上海交通大学机械与动力工程学院顾卫国教授、上海交通大学材料学院单潇研究员。顾卫国教授深耕气溶胶（微纳米粉尘）扩散及输送，运动沉降聚并机理，在控制、精密给料系统开发方面积累大量理论与工程落地经验，为本项目超声破团聚、称重闭环控制模块提供机械设计与控制算法层面的技术支撑。单潇研究员长期从事热喷涂、先进陶瓷涂层工艺研究，熟悉激光熔覆、超音速喷涂、气溶胶沉积、SPS悬浮等离子喷涂全链条工艺痛点，能够从材料工艺端反向定义设备技术指标，指导设备适配多类涂层工艺场景。产学研结合的团队配置，让项目既具备装备硬件开发能力，又可以紧密贴合材料工艺端真实需求，降低设备与工艺适配的试错成本。
目前项目已经完成原理样机开发，核心送粉性能完成内部测试。已有意向客户开展送样检测工作，客户完成现场设备性能验证，对实测结果给出正向评价。项目团队正在对接等离子喷涂厂商、激光熔覆系统集成商推进联合工艺测试。本次计划融资500万元，出让20%股权，募集资金将用于搭建激光熔覆工艺验证平台，开展多喷涂工艺联合测试，同时完成专利布局与市场拓展工作。资金落地之后的0 3个月内，项目将完成纳米氧化钇熔覆试样制备，输出涂层金相与性能测试报告，完成多工艺联合测试并积累验证数据，落地专利申请工作，获取工艺案例完成技术背书，对接首批意向客户。
项目同样正视产业落地过程中的多重客观风险。各类喷涂工艺属于多参数耦合系统，送粉性能稳定并不代表直接产出合格涂层，项目选择与喷涂、激光设备厂商深度开展联合测试，逐步搭建工艺参数数据库，业务落地优先从科研小批量工艺开发切入，暂缓直接进入半导体量产产线。针对超音速冷喷涂场景纳米粉体本身动力学的物理局限，设备定位服务实验室新工艺探索，提前向客户明确工况边界，量产场景下客户依旧可以选用造粒粉体开展作业。考虑半导体行业验证准入周期较长，项目采取以高校科研市场作为基础盘，半导体SPS业务作为中长期增长曲线并行推进的策略。针对超声振动只能打散软团聚、料位变化带来流量漂移等技术边界，项目依靠静电中和模块与称重闭环PID补偿持续迭代控制算法，对外清晰划定产品适用工况。依托科研市场完成产品打磨与技术积累之后，再逐步向半导体配套市场渗透，实现两条赛道协同发展。
