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納米系統製造實驗室(NFF)——香港高校首座納米工房

科研 約 2,777 字 · 6 分鐘 更新

在芯片與半導體成為全球科技競爭焦點的當下,一所大學是否擁有自己的納米加工與微電子製造能力,是衡量其硬科技實力的關鍵指標之一。科大的納米系統製造實驗室(Nanosystem Fabrication Facility,NFF),正是這樣一座「硬核」設施——它是香港高校中最早的納米加工實驗室。本文梳理 NFF 的地位、能力與「一體兩翼」格局下的清水灣/廣州雙線佈局,與 機器人與人工智能國家重點實驗室 互補。


一、地位:香港高校自 1991 年以來首座納米加工實驗室

據科大資料,NFF 是 香港自 1991 年以來,專上院校中設立的第一座納米加工實驗室。其使命是 為微/納米器件與系統的研究與教學提供加工設施

「1991 年以來首座」這一表述意味深長——1991 正是科大開校之年。換言之,科大幾乎在創校的同時,便着手建設這一在當時香港高校中尚屬空白的硬科技設施。這與科大「以科技立校」的定位高度契合:納米加工能力是微電子、傳感器、MEMS(微機電系統)等領域研究的物質基礎,沒有它,許多前沿器件研究便無從談起。

NFF 的清水灣本部設施,據科大已冠名為 「盧泰然博士納米系統製造實驗室」(Dr Tai-chin Lo Nanosystem Fabrication Facility),延續了科大「以捐贈者命名重要設施」的慣例。


二、能力:百級潔淨室與四英寸晶圓產線

NFF 的核心是其潔淨室(cleanroom)與晶圓加工產線。據科大資料,NFF 擁有 百級(class 100)潔淨室、先進的電子束光刻系統(Electron beam lithography),以及完整的四英寸硅晶圓加工產線,提供光刻、熱擴散與氧化、薄膜沉積、幹/濕法刻蝕、金屬化、離子注入與掩模製作等服務。

潔淨室的「潔淨等級」是其核心指標。據 NFF 潔淨室環境頁面,NFF(清水灣)潔淨室分為 萬級(class 10,000)、千級(class 1,000)與百級(class 100)三個區域,其中百級區域設有掩模製作、光刻、濕法刻蝕與濺射、熱處理與離子注入等五大設備模塊。潔淨室內的 換氣率、換氣方向、壓力、温度、濕度與顆粒計數均被嚴格控制,並安裝 HEPA(高效空氣過濾)濾網以去除極細微顆粒

「百級潔淨室」意味着每立方英尺空氣中直徑大於 0.5 微米的顆粒數不超過 100——這是半導體與精密器件加工所必需的超潔淨環境。對外行而言,這些參數或許枯燥,但它們正是「能不能造出可靠芯片與器件」的物質前提。


三、「一體兩翼」下的雙線佈局:清水灣 + 廣州

NFF 的佈局,也體現了科大「一體兩翼」的格局。除清水灣本部外,科大在廣州校區亦設有 NFF 設施。據 廣州校區 Function Hub 頁面,廣州 NFF 的製造工藝鏈包括一條 八英寸(8-inch)半導體研究線,配約 2000 平方米潔淨室,支持從 MEMS、硅光器件到第三代半導體的多種應用

這一「清水灣四英寸 + 廣州八英寸」的雙線佈局頗具戰略意味:

  • 清水灣本部以四英寸產線服務基礎研究與教學;
  • 廣州校區以更大尺寸(八英寸)、更大面積(約 2000 平方米)的半導體研究線,對接產業級的工藝需求,尤其是第三代半導體(如氮化鎵、碳化硅)這一國家重點發展、且與大灣區產業鏈高度相關的方向。

換言之,科大把納米加工能力從清水灣延伸到廣州,正好對接了大灣區半導體與微電子產業的需求——這是「一體兩翼」戰略在硬科技設施層面的具體落地(參見 廣州校區國家重點實驗室)。


四、產業對接:NFF 企業中心

NFF 不僅服務校內研究,也向產業開放。據科大,NFF 設有 企業中心(NFF Enterprise Center),並參與「大中華納米加工聯盟」(Greater China Nano Fabrication Consortium,GCNFC,見 聯盟頁面)。通過這一機制,初創企業與產業界可藉助科大的納米加工設施進行器件原型開發——這正是科大「產學研深度融合」敍事在硬件設施層面的體現:科大的實驗室不只是論文工廠,也是產業創新的「共享工房」。


五、小結

把 NFF 放進科大敍事看,它扮演着三重角色:

  1. 硬科技底座——作為香港高校首座納米加工實驗室,為微電子、傳感器、MEMS 等領域研究提供不可或缺的物質基礎;
  2. 雙線戰略——「清水灣四英寸 + 廣州八英寸」的佈局,把納米加工能力延伸至大灣區,對接第三代半導體等國家重點方向;
  3. 產業共享工房——通過企業中心與納米加工聯盟,向初創與產業開放,是「產學研融合」的硬件載體。

在大疆、機器人等「光鮮」的創業故事背後,正是 NFF 這類「不那麼上鏡」的硬核設施,構成了科大硬科技實力的物質根基。

在全球半導體產業鏈重構、各國競相強化本土芯片製造能力的當下,一所大學能否提供從設計到流片(tape-out)、原型加工的完整鏈條,已成為衡量其工程實力的關鍵。科大以清水灣本部的四英寸產線服務基礎研究與教學、以廣州校區的八英寸研究線對接產業級工藝與第三代半導體——這一「雙線佈局」恰好踩在了大灣區微電子產業升級的節點上。從這個意義上説,NFF 不只是一座「校園工房」,更是科大把自身科研能力嵌入國家與區域半導體戰略的一個支點。它與微電子相關的學系、衍生企業一道,讓「科大造芯」從一句口號,落到了一台台光刻機、一片片晶圓的實處。

注:本文所述設施等級(百級潔淨室、四/八英寸產線)、面積(約 2000 平方米)等均以來源頁面所載為準,具時效性;設施會經歷升級(如 NFF Phase II),引用前請以科大官方最新公佈為準。


來源 · 自行復核