在等離子體診斷領(lǐng)域，上海圭革智能傳感技術(shù)有限公司憑借其自主研發(fā)的朗繆爾探針系列，成為國內(nèi)技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)化的。

這家成立于2018年的科創(chuàng)企業(yè)，通過持續(xù)創(chuàng)新，不打破了國外技術(shù)壟斷，更將朗繆爾探針的應(yīng)用邊界從實(shí)驗(yàn)室延伸至核聚變、半導(dǎo)體制造、航天推進(jìn)等領(lǐng)域，為全球等離子體研究提供了“中國方案”。

技術(shù)突破：從基礎(chǔ)原理到精密制造的跨越

朗繆爾探針的原理源于1924年歐文·朗繆爾的開創(chuàng)性工作——通過插入等離子體的金屬電極，測量電流-電壓特性曲線以推導(dǎo)電子密度、溫度等參數(shù)。圭革智能在此基礎(chǔ)上，攻克了三大技術(shù)瓶頸：

1.材料耐久性：針對核聚變裝置中高溫、高輻射環(huán)境，開發(fā)出鈦合金基底與類金剛石涂層的探針，在ITER（國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆）項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)連續(xù)18個月無性能衰減，打破國外技術(shù)壟斷。

2.空間分辨率：借鑒日本東京工業(yè)大學(xué)MEMS技術(shù)，集成1024個微探針于2cm2芯片，實(shí)現(xiàn)毫米級精度，滿足微納衛(wèi)星電離層探測需求。

3.抗干擾能力：采用射頻補(bǔ)償算法，將電感耦合等離子體（ICP）源中的測量誤差從±5V降至±0.3V，精度達(dá)到國際水平。

產(chǎn)品矩陣：覆蓋全場景的定制化解決方案

圭革智能的朗繆爾探針產(chǎn)品線涵蓋單探針、雙探針、三探針及陣列系統(tǒng)，采樣率從25kHz至80MHz可調(diào)，支持手動或電動驅(qū)動。

以SLP300-PRO專業(yè)版為例，其80MHz超高采樣率可實(shí)時捕捉等離子體瞬態(tài)變化，已應(yīng)用于臺積電7nm芯片制造線，將晶圓缺陷率控制在0.3ppm以下。

在核聚變領(lǐng)域，公司與廈門鎢業(yè)合作開發(fā)的ITER朗繆爾探針，采用精密注射成形技術(shù)，在鎢材料制備、涂層工藝等方面取得5項(xiàng)發(fā)明專利，實(shí)現(xiàn)部件國產(chǎn)化自主可控。

此外，針型探針載荷樣機(jī)憑借0.1毫米級精度，成為“嫦娥五號”月表探測的關(guān)鍵組件。

產(chǎn)業(yè)應(yīng)用：從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)化的全鏈條賦能

圭革智能的探針技術(shù)已滲透至多個戰(zhàn)略領(lǐng)域：

-半導(dǎo)體制造：實(shí)時監(jiān)測等離子體蝕刻參數(shù)，優(yōu)化工藝流程，提升芯片良率；

-航天推進(jìn)：波音公司電推進(jìn)器測試平臺通過嵌入式探針網(wǎng)絡(luò)，將離子推進(jìn)器比沖提升40%；

-醫(yī)療消毒：強(qiáng)生公司低溫等離子體設(shè)備利用探針反饋系統(tǒng)，控制臭氧濃度，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療器械高效滅菌；

-空間探測：中國“天問”系列探針在火星大氣環(huán)境中持續(xù)工作，為行星科學(xué)研究提供數(shù)據(jù)支持。

未來展望：智能化與微型化的技術(shù)融合

隨著人工智能與微納電子技術(shù)的融合，圭革智能正推動朗繆爾探針向智能化升級。

德國弗勞恩霍夫研究所開發(fā)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，可實(shí)時解析探針數(shù)據(jù)中的噪聲干擾，將參數(shù)反演速度提升100倍；瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院研制的納米探針，直徑50納米，可插入單個火焰鋒面測量等離子體參數(shù)。

這些創(chuàng)新將進(jìn)一步拓展探針在量子計(jì)算、生物醫(yī)學(xué)等前沿領(lǐng)域的應(yīng)用。

從1924年通用電氣實(shí)驗(yàn)室的鎢絲探針，到如今搭載于“天宮”空間站的智能診斷系統(tǒng)，朗繆爾探針始終是等離子體科學(xué)的“微觀哨兵”。

上海圭革智能傳感技術(shù)有限公司以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動，不重塑了中國在診斷設(shè)備領(lǐng)域的國際地位，更為人類探索宇宙奧秘、突破制造極限提供了不可或缺的微觀視角。