晶圆厂里，最危险的污染物，往往不是人们肉眼能够看到的灰尘。
一粒微米甚至亚微米级颗粒，一种浓度极低的空气分子污染物（AMC），都有可能影响晶圆制造过程中的关键工艺。以5nm制程来说，仅需要一个细小颗粒或5~17个气体分子即能占满线宽，影响良率。
对于今天的半导体制造而言，洁净室早已不是简单意义上的无尘空间，而是一个需要持续监测颗粒物、酸性气体、碱性气体、有机挥发物等多种污染源的精密环境。
随着先进制程不断演进，污染控制的范围也从洁净室逐渐延伸至电子特气输送系统、真空环境、先进封装设备内部等更多场景。与此同时，监测设备本身也开始从离线抽检转向全天候在线监测，成为Fab基础设施的重要组成部分。
相比光刻机、刻蚀机等聚光灯下的核心设备，这一赛道显得十分小众，但技术壁垒之高超出想象。
美国、日本的激光粒子计数器的产业化远可追溯至上世纪60年代，到了90年代，海外产品垄断全球市场，国产化进程全面滞后，如今到了半导体产业渴求的高压气体0.1微米级粒子检测设备更是美国PMS（Particle Me asuring Sys tems）一家独掌。
由中科院上海光机所孵化的初创企业上海镭慎光电科技有限公司（以下简称“镭慎光电”）默默沉淀多年打磨出的高压粒子计数设备完成了从0到1的突破。
成立于2017年的镭慎光电，通过高精度激光传感等技术手段，对环境中的尘埃粒子及微生物进行快速预警和检测，是中国领先的超细颗粒物监测设备研发生产单位。其国内首台0.1μm尘埃粒子项目突破了国际垄断，解决了半导体领域的卡脖子监测难题。
在规模不算大的市场中，很多人会将技术难度列为首要困难，但镭慎光电朱菁认为，"真正最难的，不是研发，而是客户愿不愿意给你一个测试机会。只要有客户愿意测试，我们就能够不断迭代。"
一个被国外垄断数十年的“小市场”
如果不是长期从事半导体制造，很少有人会关注颗粒物污染监测，这个只是洁净室建设中的一个配套环节。
事实上，在晶圆制造过程中，洁净室并非没有污染，而是需要持续控制不同类型污染物的浓度。除了颗粒污染之外，酸性、碱性、有机挥发物等空气分子污染物同样可能影响晶表面状态、薄膜沉积及其他关键工艺，即使晶圆暴露在低浓度4ppb的AMC，仅需要40 分钟就会对线路造成很大的伤害。
随着AI芯片、先进存储、车规芯片扩产倒逼洁净标准提升至ISO Class1/2，对10nm–0.1μm超微颗粒监测提出了强制需求。
朱菁表示，先进工艺的推进对整个产业链包括电子特气、超纯水等颗粒物要求越来越严格，此外，很多晶圆厂开始对设备内部也会提出颗粒物检测的需求，但因为设备内部的运行环境如超低压、真空与日常测量环境有着很大的差异，这对于颗粒物检测而言是新的挑战。
这一赛道上由全球激光粒子计数器发明者——美国PMS长期制霸，其液体颗粒监测设备垄断先进晶圆厂，市占率超45%；气体管道纳米颗粒监测几乎独家供应头部存储与逻辑大厂；环境激光粒子计数器份额也是全球领先。
但这一市场规模却又相对较小，PMS母公司思百吉（Spectris）财报信息显示其半导体颗粒计物监测专用市场规模约每年3亿美元。
朱菁介绍，公司创业之初，国内客户几乎没有成熟的国产产品可供选择，很多高端检测设备长期依赖进口，另一方面高端激光粒子计数器全球范围内的需求可能仅有几万台，企业的投入产出比较低，所以鲜有企业愿意涉足。
随着全球半导体产业持续扩张，国外厂商交付周期不断延长，国内企业对于本土化供应和技术服务的需求越来越迫切。
镭慎光电成立后的很长一段时间，将大量精力投入产品研发和客户验证。依托光机所此前积累近30年的技术底蕴，成功突破了0.1微米级颗粒物检测仪器的核心技术并产品化落地。
“我们重点是突破了高压气体计数器的技术难点，”朱菁解释道，“PMS采取的技术路线是氦氖激光器作为光源，但这个设计是有缺陷的，气体容易污染光学镜片。我们创新地采用半导体激光器作为光源去测量，有效地避免了这个问题。”
他进一步指出，无论是PMS还是镭慎光电的技术都基于相同的物理原理，但PMS在半导体行业已经垄断几十年，所以他的技术路线一直没有进行迭代。光机所也是最近十年才开始迭代这项技术，采用最先进的激光光源，包括整个气路的都重新优化设计，核心零部件都实现了自主研发与生产。
科研成果产业化，不只是把样机变成产品
创业之前，朱菁一直从事科研工作。
随着国家不断完善科技成果转化机制，中科院上海光机所科研团队开始探索产业化路径，希望将实验室积累的光学检测技术真正应用到产业现场。
对于科研事业，成功往往只需要一次，但对于企业而言，一次都不能失败。
朱菁坦言，创业后最大的感受并不是研发更难，而是思维方式发生了变化。
“科研解决的是技术问题，企业解决的是客户问题。”
今天，国际主流晶圆厂已经普遍建立起覆盖洁净室环境、AMC（空气分子污染）、电子特气、超纯水、化学品以及设备内部环境的全过程监测体系。一台设备一旦进入Fab，它输出的每一个数据都必须可信，每一次报警都必须能够追溯，每一次维护都不能影响生产连续性。
从供应商资质审核，到样机测试、现场比对、稳定性验证，再到长期运行评估，一个完整导入周期往往需要持续数月甚至一年以上。
朱菁回忆道，在拿到第一个客户测试验证之前，团队已经在内部搭建了一个小型测试产线。
更重要的是，越来越多客户开始愿意给予国产高端检测设备验证机会。
包括如何建立测试方案、如何与国际产品进行性能比对、如何完成现场验证等，很多合作伙伴都分享了经验。
“刚开始的时候我们与竞品还是有差距，也会有很多新的问题出现，但非常感谢我们的客户并没有因为这些问题直接拒绝我们，反而给了我们很多好的改进意见，”朱菁说，“当然我们也有底气去解决好这些问题，因为我们之前有近三十年的基础，也明白底层的物理规律和技术逻辑，这就是一个长期的经验积累。”
从" 一台设备" 到" 一种能力"
虽然起步于半导体行业，但朱菁并不希望将企业定义为一家只服务半导体产业的设备公司。
在他看来，公司真正积累的是颗粒检测能力，而不是某一款产品。
这种底层能力，未来可以迁移到更多产业场景。
朱菁分享道，目前除半导体颗粒检测外，公司也正在积极拓展其他应用领域及技术方向。例如，开发针对机台表面悬浮颗粒的检测仪器，目前已经与下游客户匹配；针对易燃易爆、腐蚀性电子特气的检测难题，开发了防腐处理方案；与国内头部设备企业合作，开发适用于设备内部真空及超低压环境的在线颗粒检测方案。
在生物医药领域，公司正开发基于激光诱导荧光技术的实时浮游菌检测设备，替代传统培养法；在工业环境监测中，实时检测和遥测技术同样拥有广阔
应用空间。未来，如果传感器进一步实现小型化、低成本化，空气净化设备、智慧建筑乃至更多消费级场景，都可能成为新的应用市场。
与此同时，人工智能的发展也正在改变科学仪器行业。
朱菁介绍，目前团队已经开始尝试利用人工智能辅助软件开发和产品设计，并结合检测数据探索污染源分析等新应用。未来，在线监测设备不仅能够发现异常，还能够结合算法帮助客户快速定位污染来源，提高运维效率。
对于镭慎光电而言，从实验室走向产业，只是第一步。真正的挑战，是在更多高端制造场景中，让中国自主研发的高端科学仪器成为客户主动选择的方案。