将新材料集成到硅基半导体生产线中

德国高科技公司 AMO 在纳米技术领域提供研究和制造服务。总经理迈克尔-霍农（Michael Hornung）与 EPIC 的何塞-波索（Jose Pozo）坐在一起，讨论了在石墨烯电子学、纳米光子学、纳米压印和传感器技术领域推动研究和工艺开发的问题。

Michael 1992 年毕业于德国弗莱堡大学（University of Freiburg in Breisgau），获得矿物学硕士学位。他对晶体学产生了浓厚的兴趣，随后攻读了博士学位，主要研究铜铟硒系统中晶体的生长及其微观结构的特征。1996 年获得博士学位后，迈克尔留在弗莱堡，在接下来的 4 年中担任研究科学家，为日内瓦欧洲核子研究中心的大型强子对撞机（LHC）建造基于砷化镓的探测器。

人们之所以对基于砷化镓的探测器感兴趣，是因为期望这种材料辐射坚硬（与硅不同），能够承受对撞机内产生的极高水平的辐射。不幸的是，测试证明并非如此，该项目最终被放弃。之后，迈克尔利用博士后的剩余时间为欧洲核子研究中心开发读出电子设备。

SUSS MicroTec公司

2000 年，迈克尔的博士后合同到期。虽然在欧洲核子研究中心的工作是一段美好的经历–与来自世界各地的科学家合作，并结识了包括斯蒂芬-霍金在内的多位诺贝尔奖获得者–但迈克尔知道，以他的矿物学背景，很难继续从事高能物理方面的工作。因此，他成功申请了德国SUSS MicroTec公司的应用工程师职位。

SUSS MicroTec 过去是、现在仍然是微结构应用设备和工艺解决方案的领先供应商，包括后端光刻、晶圆粘接和光掩膜加工以及微光学元件。Michael 在SUSS MicroTec公司的第一项任务是为无尘室配备光刻所需的所有工具，并向潜在客户演示公司的各种光刻工艺，例如蚀刻、掩膜对准、涂层和不同基底材料等。

2006 年，Michael 成为应用开发项目经理，负责寻找改进光刻纳米压印工艺的方法。在此背景下，他成功推出了第一款使用紫外线固化胶水的压印抗蚀剂。但真正的突破是他的团队采用了飞利浦的 SCIL（基底共形压印光刻）技术，首次实现了高质量、高分辨率的纳米压印。

2011 年，在路德维希港应用科学大学获得 MBA 学位后，Michael 晋升为 SUSS 的技术营销经理之一，负责纳米压印光刻技术、LED 应用以及领导与研究机构、大学和其他公司的研究项目，以实现公司目标。

AMO GmbH

迈克尔在苏斯公司的工作即将结束时，管理层发生了变化。如果说以前他享有一定程度的独立性，那么在新的管理体制下，他必须事事通过上司，并为每一个决定而斗争。出于对这种情况的不满，2014 年，迈克尔决定转到 AMO GmbH 担任首席运营官。

AMO 位于亚琛，是一家研究铸造厂和非营利性纳米技术中小型企业，其使命是缩小大学研究与工业应用之间的差距。AMO 充当新技术的 “侦察兵”，从基础研究中发现特别有前景的未来应用课题，并开发其工业制造潜力。该公司还利用其在先进纳米光刻技术（紫外纳米压印、电子束光刻、干涉光刻）和高度灵活的 CMOS 环境方面的广泛专业知识，提供从概念验证演示器到最终技术解决方案的研究和制造服务。

促使迈克尔来到 AMO 的原因是，他有可能重返尖端研究领域，并对决策拥有更多的控制权。来到 AMO 后不久，Michael 成为了两位首席执行官之一，此后他一直负责推动 AMO 四个专业领域的研究和工艺开发。

石墨烯电子产品

石墨烯是一种特殊的材料，其强度比钢铁高出数百倍，具有令人难以置信的柔韧性和完全透明性，具有巨大的应用潜力，包括防腐蚀涂层和涂料、高效精确的传感器、更快更高效的电子器件、柔性显示器、高效太阳能电池板、更快的 DNA 测序和药物输送。

自 2006 年以来，AMO 一直在探索石墨烯在微电子和光电子领域的应用潜力。 但是，正如迈克尔所强调的，作为基础研究和工业之间的桥梁，AMO 的作用不仅仅是参与研究，而且还要展示如何将特定工艺放大到大规模生产。

为此，AMO 与欧洲其他主要公司和研究中心合作，创建了二维实验中试线，这是石墨烯和二维材料的首个生产设施。该试验线由欧盟地平线 2020 计划资助，旨在展示如何生产基于石墨烯和其他二维材料的电子、光电和传感器，并将其用于商业应用。

纳米光子学

AMO 公司于 1993 年成立，当时的重点主要是传统 CMOS 处理器的硅技术。从那时起，AMO 也发展了自己的核心竞争力，即采用最先进的无尘室结构技术，开发有源和无源集成纳米光子结构和器件，如现代光通信应用中的高速集成调制器和谐振器。

最近，AMO 还建立了第二个纳米光子平台，使用氮化硅作为波导材料，应用于信息技术、生物光子学、生命科学、传感以及太赫兹发电的硅基集成元件。

纳米压印

由于可行性和成本是成功开发纳米制造技术的决定性因素，AMO 不断研究最适合电子束定义纳米图案的低成本复制技术，将低压印力和精确对准能力的优势结合起来，以获得仅受模板限制的分辨率。一项重要成果是开发出了高性能紫外线固化抗蚀剂（AMONIL）和与之匹配的附着力促进剂（AMOPRIME），这两种抗蚀剂现已投入市场。

AMO 还参与了多个国家和欧盟的研发项目，探索在光子学、NEMS 和生物技术的工业应用中取代昂贵的紫外光刻的潜力。

传感器技术

利用在材料加工和先进复制技术方面积累的专业知识，AMO 正在开发传感器技术，以应用于安全工程、生物技术、制药和环境技术领域，例如检测废水中的医疗残留物和其他有害物质。

由于传感器技术的核心是将一种能量转化为另一种可以更有效处理的能量，因此 AMO 也将这一专业技术投入到与环境和能源相关的项目中。例如，AMO 目前正在参与由欧盟资助的 HyperSol 项目，该项目旨在探索等离子体增强型光催化剂，以提高太阳能燃料的生产效率。

未来

2021 年，AMO 启动了十几个新的研发项目，主要由欧盟的地平线 2020 计划资助。这些项目包括：开发基于石墨烯的超快光电探测器；开发用于食品质量监测的超紧凑、低成本等离子光子平台；以及开发基于二维材料和过氧化物半导体的新型光电元件。

此外，AMO 还在量子计算和人工智能等新兴领域利用其技术平台和专业知识。在这方面，AMO 正在为欧盟项目 MISEL 做出贡献，该项目旨在开发一种嵌入式低功耗神经计算的多光谱智能视觉系统。其他两个正在进行的与人工智能有关的项目是AI-NET-PROTECT（旨在利用人工智能提供自动恢复能力，确保网络免受网络攻击）和 AEOLUS（目标是基于高度集成的中红外光子技术，并由深度学习算法驱动的云连接空气质量监测系统）。此外，AMO 还参与了 Neurotec 和 NeuroSys 项目，这两个项目是由德国联邦科学与技术部（BMBF）资助的，旨在为人工智能应用开发神经形态设备的技术基础。

正如 Michael 所指出的，在这些领域中，未来的进展很可能依赖于将新材料成功集成到以硅为基础的传统半导体生产线中。多年来，这种类型的集成一直是 AMO 的强项之一，并将在未来的项目中发挥越来越重要的作用。公司和研究机构不断寻求与 AMO 合作的另一个原因是，他们知道，在证明了设备的工作原理后，AMO 将努力改进技术，使其为生产做好准备。

如果重新开始，您会采取哪些不同的做法？

“老实说，没有什么不同。回顾我的职业生涯，我认为我在正确的时间做出了正确的决定。我想我本可以更早离开 SUSS，但话又说回来，我在 SUSS 积累的经验和知识是非常宝贵的”。

您对下一代企业家有什么建议？

“首先，重要的是要对外国文化和不同的人生观持开放态度。不要只凭自己的想法工作，要放眼世界，看看其他地方正在发生什么，其他方向正在产生什么。

其次，你需要乐于接受改变。最糟糕的事情就是固步自封，不了解或拒绝实施新流程或新技术”。

作者：EPIC（欧洲光子产业联盟）首席技术官 Jose Pozo。