摘要:在蔚蓝深海,声波是海豚丈量世界的定位器;在广袤的非洲草原,次声波构筑起象群跨越空间的信息网络;当跃动的音符叩击人类的耳膜,声波又化作直抵心灵的艺术共鸣。这种看似无形的机械振动,实则是自然界最精妙的通讯语言。当声波的振动频率突破20kHz人类听觉阈值,超声波正以
在蔚蓝深海,声波是海豚丈量世界的定位器;在广袤的非洲草原,次声波构筑起象群跨越空间的信息网络;当跃动的音符叩击人类的耳膜,声波又化作直抵心灵的艺术共鸣。这种看似无形的机械振动,实则是自然界最精妙的通讯语言。当声波的振动频率突破20kHz人类听觉阈值,超声波正以“无声”的力量,在工业血管中奔涌成改变时代的洪流。
从精密器件的纳米级清洗,到航天材料的无缝焊接;从医美仪器的精准施术,到军事领域的定向能武器,超声波技术已悄然渗透现代文明的机理。但在这条科技进阶之路上,中国制造业曾长期面临“卡脖子”的隐痛:非标设备的定制化困境、核心器件的进口依赖、技术迭代的滞后桎梏,如同无形的声学壁垒,横亘在产业升级的征途上。
站在改革开放最前沿的深圳,深圳绿源轩电子技术有限公司(以下简称“绿源轩”)用十二年光阴从“追赶者”蜕变为全球超声波发生器领域的“隐形冠军”,其技术迭代史,恰是中国无数制造业企业在关键细分领域补短板、强弱项、填空白,助力“制造强国”建设的微观缩影。
在工业生产的精密链条上,零件清洁度是决定产品质量的关键一环。油渍、铁屑、抛光蜡等残留物若未被彻底清除,将直接推高产品不良率,给企业带来沉重损失。传统人工刷洗效率低下,蒸汽与高压水射流清洗则面临设备复杂、成本高昂的瓶颈,在精细清洁领域常显乏力。
此时,超声波清洗技术凭借其独特优势崭露头角。超声波换能器将高频震荡传递至清洗液,形成疏密相间的声波,液体中瞬间产生数以万计的微小气泡。这些气泡在声波负压区生成、膨胀,于正压区猛烈闭合,闭合瞬间可产生高达“1000个大气压的冲击波”,如密集的微型爆炸持续作用于工件表面及缝隙,使顽固污垢迅速剥离。这一原理使超声波清洗能高效处理复杂外形、深孔、盲孔等传统方法难以触及的区域,清洗速度较传统工艺提升数倍乃至数十倍,迅速成为工业清洗的首选方案。
2002年,怀揣创业梦想与技术热忱、正值青春韶华的梁珍友以技术入股与友人创办超声波设备企业。梁珍友告诉我们,彼时的国产超声波设备笨重异常(一台2000W超声波发生器就需要两人搬运)、技术落后(调试需要三年以上的老师傅耗时一天一夜才能完成)、核心部件超声波换能器被国外垄断且成本高昂。
为破解行业困局,梁珍友开始尝试用集成电路做超声波设备整机。研发的核心难点在于“超声波发生器”,这个相当于电脑主机的核心部件,需在有限空间内集成控制、信号接收与反馈等100余项功能。“当时全球并无成功先例可循,我也是出于热爱尝试一下,”梁珍友告诉我们,“身边也没有多少人看好能够成功,因为难度太大,很多厂商都失败了。”
出乎很多人意料的是,梁珍友无心插柳的行为,却成功研发出了国内首台集成电路超声波设备,性能媲美进口产品,价格却仅为一半,填补了国内空白。
然而,市场并未如预期般敞开怀抱。首批设备销量惨淡,投入的资金几乎亏空。出师未捷的梁珍友陷入深刻的反思。“超声波清洗属非标设备,不同用户的工艺需求千差万别,没有足够的经验,根本做不好整机。”梁珍友坦言,“实验室与实际应用环境相差太多,比如电镀生产线,现场环境的酸度或者碱度都非常高,会导致电路板产生意想不到的连电。这也是为什么,即使客户花高价采购进口设备,却仍然无法满足生产的原因。”
面对困境,20岁出头的梁珍友凭借敏锐的洞察力、超乎寻常的魄力果断放弃整机生产,专攻超声波发生器的研发,率先实现半导体湿法清洗中兆声波清洗系统自主化,强力推动超声应用装备发展及解决方案落地。
这一“以退为进”的战略立竿见影。2004年,凭超声波发生器销售一举扭亏为盈,市场占有率迅速突破50%。优质核心部件的供应,极大降低了行业门槛,下游设备厂商数量呈现几何倍数增长。尤为难得的是,2004年推出的早期产品(因黑色外壳被客户昵称为“黑金刚”),至今仍有客户在使用,印证了其过硬的品质。
此后的十年里,梁珍友和他的超声波发生器的品质在行业内口耳相传,产品在不到十年的时间里,完成了8次的升级迭代,不断向着大规模集成化、数字模拟相结合,智能数控的方向发展,也进入了越来越多的高端制造领域。2007年,其第七代产品升级为数控型,精密度的大幅提升,成功助力公司进入APPLE制造装备清洗环节。
是专注于细分领域做到极致,还是扩大规模开始整机研发,成为横隔在梁珍友与其他股东间的巨大分歧。2013年,在超声波发生器领域深耕十年之久的梁珍友最终选择离开,创立深圳绿源轩电子技术有限公司,重新出发寻找志同道合的战友。
创业初期异常艰难,市场被原公司占据,客户对新品牌缺乏信任,资金链紧绷到“创始团队刷爆信用卡”的程度,深圳绿源轩电子技术有限公司总经理韩琴回忆道,“每天仅睡几小时,压力大到健康亮红灯”。
绿源轩破局的关键,仍是对超声波发生器技术的极致专注与持续创新。随着工业发展,客户工艺日益复杂多变,多数整机厂商缺乏升级核心部件的能力。绿源轩凭借多频技术和全数字技术异军突起,迅速打开市场。深圳绿源轩电子技术有限公司市场总监韩亮强调,“32频段和0.01A的精度与独特的软件算法,是绿源轩在国际上独有的技术”。
不同粒径的污染物需不同频率的超声波清除。传统设备一槽一频,工序繁琐。绿源轩的32频超声波发生器使单一清洗槽能完成多步骤清洗,显著缩短流程,降低成本,同时因其超多频段的频率线性度对于科学以及实验室领域更具“友好”。
同时绿源轩的全数字发生器可以将控制精度达到0.01A,远超行业平均水平0.1A,实现各频段的精准调节与优化,减少工艺变量,提升效率与可追溯性。其先进的追频技术和抗干扰能力,使小小电源集成超百项功能,难以被模仿。
从打破国外垄断、填补国内空白,到被迫战略收缩专攻核心部件,再到以顶尖技术重塑行业生态、引领全球创新,绿源轩的历程印证了“少即是多”的朴素哲理——唯有心无旁骛地专注核心能力,才能在激烈的市场竞争中锻造不可替代的竞争力。
半导体产业作为现代电子工业的核心,其基础硅材料工业的制造精度直接影响着器件性能与成品率。在硅片加工过程中,尘埃、金属、有机物及无机物污染的控制至关重要,随着集成技术向纳米级演进,器件尺寸持续缩小,对硅片表面洁净度的要求已提升至0.1μm级别,而传统超声波清洗已不能满足其需求。
当超声波在清洗液中传播时,液体中的微小气泡会迅速膨胀,然后突然闭合,在闭合时会产生冲击波,这种膨胀、闭合、震荡的动力学过程就称为超声波的“空化效应”。“空化效应”不仅为清洗过程中的化学、物理反应提供了足够的能量,且产生的瞬间高压不断地冲击清洗工件的表面,也使得被清洗物表面以及缝隙中的异物脏污迅速剥离。传统超声波设备(20kHz-200kHz)虽能去除微米级污染物,但其低频特性使得空化作用更强,也更容易对精密器件造成物理损伤。
兆声波清洗设备(0.4MHz-10MHz)既保存了超声波清洗的优点,又克服了它的不足。首先,微流效应替代空化效应,通过液体分子高速流动形成连续流体冲击,实现纳米级颗粒(
从硅片光刻加工,到刻蚀抛光,再到封装前的清洗和封装后的清洗,清洗步骤占据了整个芯片生产总步骤的三分之一。2023年5月23日,日本修订《外汇和外国贸易法》,将包括3类清洗设备在内的23种半导体设备纳入对华出口管制清单,试图切断中国获取先进清洗技术的路径。
兆声清洗系统更是半导体清洗设备行业中的“卡脖子”关键核心系统。此前,全球兆声技术由美日企业垄断,中国半导体企业不仅面临设备禁运,更被限制技术服务。荷兰ASML多次被美国要求停止对中国已购设备的维护。
“虽然它的价格在半导体行业中只是很小的一部分,但是没有它,就无法解决半导体晶圆和液晶面板等高端制造装备中的清洗问题。”梁珍友强调,“绿源轩兆声波设备,频率最高5.5MHz,控制精度0.1Hz,功率密度6W/cm²,功率密度领先国际10.3%,交付周期缩短三分之二。”
传统超声波设备的控制精度为微秒级,而兆声波系统需达到纳秒级时序控制,这对功率放大电路与信号发生器提出全新要求。绿源轩研发团队从基础研究入手,历经对数百种特制材料的探索与研发,成功打造高精度、高性能的兆声波清洗系统。
当更多中小企业不求“做大”只求“做精”,甘作产业链上的配套,在细分领域做到极致,封锁的高墙终将变为创新的阶梯。从材料、算法到功率密度的全链条突破,绿源轩的兆声电源填补国内超高频依赖进口的空白,做到了高端制造设备国产化替代。2024年,绿源轩的兆声波发生器,获得了工信部的科技成果转化认可,和国家的《科学技术成果登记证书》。
自2013年成立以来,这家年轻的企业以专注铸专长、以配套强产业、以创新赢市场,实现了从“追赶”到“定义标准”的跨越。作为产业链最上游的解决方案商,绿源轩构建起覆盖30W至6000W全功率段、15KHz至3000KHz宽频域的产品矩阵,产品种类达30余类、产品功能达百余项。目前,已经在精细加工(超声研磨、超声CNC)、清洗、焊接(塑料焊接、金属焊接等)、萃取(乳化)、民用(超声波洗碗机)、医疗(检测设备、清洗设备)、医美(超声导入仪、超声泡)、筛分等行业成熟批量化应用。
伴随绿源轩在市场上的高认可度出现的,是大量的山寨产品。“有一次客户找我们维修,发现功能和程序都无法写入,才发现这是山寨产品,”梁珍友告诉我们,“这些仿品仅仅只是外观相似,但产品质量和功能种类,都和绿源轩的相差十万八千里。”在绿源轩占据30%市场份额的同时,剩余70%市场中竟有超半数是绿源轩的山寨产品。
面对这场“李逵与李鬼”的较量,绿源轩选择将竞争维度提升至技术无人区。“外形和硬件可以被山寨,但是核心技术和软件程序是无法被模仿的。”梁珍友强调,绿源轩平均每个月都会进行一次技术的升级更新,如今企业已经有了21代产品的技术革新。而绿源轩的系统性解决方案更是其无法复制的“护城河”。12年来,绿源轩的团队深入数万个客户现场,积累了大量的实战经验,为客户提供的不仅仅是单一的设备,更是系统性的解决方案。
在深圳这座以“创新基因”闻名的城市,无数的民营企业和民营企业家在这里大显身手。作为国家高新技术企业、广东省“专精特新”中小企业,绿源轩填补了我国超声波发生器、兆声波发生器的空白。其中,绿源轩超声波发生器的8种清洗模式、32频段设备、自动追频技术、0.01A调节精度等技术行业领先,超声波发生器6KW、兆声波系统功率密度均居国际领先。
目前,绿源轩已构筑起面向全国的服务网络,在长三角、珠三角均设置了研发公司、分公司等分支机构,产品配套出口欧洲、美洲、东南亚等多个国家和地区。
一家年轻的企业、一群年轻人,将半数青春倾注在“无声”“无形”的声波中。回望来路,江河归海、乱云飞渡;极目前程,星辰浩瀚、雾迷津渡。梁珍友告诉我们,“做技术的人,总是认为自己的作品还可以更完美,而在浩瀚的声学领域,还有更多的想象力、可能性等待人类探索,相信绿源轩的下一个十年更为精彩。”
来源:中制智库