原创报道
2026.07.25 19:07 约 16 分钟 前沿科技 1.7万 阅读

单色科技完成数千万元 A+ 轮融资:国创集团领投,飞秒激光极端精密制造平台如何攻克半导体与航空航天材料微加工极境?

项目速览
项目名称 单色科技
融资轮次 A+ 轮
融资金额 数千万元
投资方 国创集团 (领投), 湖北高投, 武汉金控

当“冷加工”撞上物理极限:飞秒激光如何撕开材料加工的工业铁幕?

一块指甲盖大小的氮化硅陶瓷片,要在上面加工出直径50微米、深度超过500微米的微孔,且孔壁光滑度要达到镜面级别——这是半导体封装领域的一道“鬼门关”。传统机械钻头在此处彻底失效,硬质合金刀具会在接触材料的瞬间崩刃;即便是纳秒激光,也会因为热效应在孔壁留下微裂纹,导致器件在热循环中直接报废。在深圳光明区一间恒温无尘实验室内,单色科技的工程师们盯着显微镜屏幕:一道肉眼几乎不可见的飞秒激光脉冲闪过,陶瓷表面没有熔融痕迹,没有热影响区,一个完美的高深径比微孔悄然成型。

这并非科幻场景,而是正在发生的工业生产现实。2026年7月,这家名为“单色科技”的硬科技公司完成了数千万元A+轮融资,由粤港澳大湾区国家技术创新中心直属资管平台——国创集团领投。在其成立以来的第三轮融资背后,是一条正在被中国公司撕开裂口的极端精密制造赛道:飞秒激光微加工。当全球半导体、航空航天、高端医疗器械等领域对材料加工精度从“微米级”迈向“亚微米级”,当碳化硅、钨钼合金、先进陶瓷等难加工材料的应用边界被不断推高,传统加工方式的物理极限已成囚笼。而飞秒激光,这个曾被束之高阁的“实验室神器”,正在被单色科技以工业化的方式,推向一场精密制造的革命前台。

这不是一个简单的国产替代故事。单色科技的设备和工艺解决方案不仅进入了国内半导体、精密制造领域的头部客户供应链,更已实现海外设备交付——反向打入日韩、欧洲等传统精密加工强国市场。一家成立不过数年的中国初创公司,凭什么在精密制造的最高阶疆域,与德国通快、日本DISCO等百年巨头同台竞技?答案藏在飞秒激光与物质相互作用的物理本质里,藏在从实验室到量产线的“惊险一跃”中,也藏在一群中国工程师对“冷加工”极限的偏执追求里。

一束光的“冷酷”博弈:为什么纳秒激光做不到的事,飞秒可以?

要理解单色科技的技术价值,首先要理解一个看似矛盾的概念:“冷加工”。

激光加工在工业领域并非新鲜事物。从早期的激光切割、激光焊接,到后来的激光打标,激光技术已经渗透进制造业的毛细血管。但这些传统激光加工本质上是“热加工”——高能量激光束照射材料表面,通过热传导使材料熔化甚至气化,从而实现去除或连接。这种热效应带来的副产品是:热影响区、微裂纹、重铸层、热应力变形。对于宏观加工,这些缺陷或许可以接受;但当加工精度要求进入微米甚至亚微米级别,当被加工材料是碳化硅、氮化镓、钨钼合金等热敏感或高硬度材料时,热效应带来的问题就成了“不可承受之重”。

飞秒激光则完全不同。飞秒(femtosecond)是时间单位,1飞秒等于一百万分之一秒的十亿分之一。飞秒激光脉冲的持续时间极短——通常在几十到几百飞秒之间,短到电子都来不及将能量传递给晶格。这意味着,激光能量在材料被热扩散“察觉”之前,就已经直接打断了材料的化学键,将物质从固态直接转变为等离子体态。这是一个纯粹的“冷”过程:没有熔融,没有热扩散,没有热应力。加工出来的微孔边缘锐利如刀切,热影响区趋近于零,材料内部晶格结构保持完整。

正是这种“冷加工”的物理本质,让飞秒激光成为半导体、航空航天、高端医疗器械等领域超精密加工的“终极答案”。单色科技长期聚焦的就是这一技术的工程化落地,形成了一套涵盖光束整形、高精度运动控制、工艺路径及智能化软件的系统研发能力,将飞秒激光技术从单一加工能力延伸至可复制、可验证、可量产的工业解决方案。

但知易行难。飞秒激光技术从上世纪90年代诞生至今,已在实验室中存在了近三十年。为什么直到今天,它才真正开始走向工业量产?答案在于:飞秒激光系统极其昂贵且复杂,对环境振动、温度、湿度极度敏感;飞秒激光与材料相互作用的机理高度非线性,工艺窗口极窄,别说“换一种材料”,即便是同一材料的批次差异,都可能导致加工效果天差地别;更重要的是,如何将这种高精尖、高敏感的工艺能力,转化为一台能在工厂车间24小时稳定运行的工业设备,这背后需要的不仅是光学知识,更是机械、控制、软件、材料等多学科的系统性工程能力。

单色科技的破局点,正在于此。它不是一家单纯的激光器公司,也不是一家传统的设备集成商,而是一家“飞秒激光微加工解决方案平台”公司。其核心壁垒不在于某一项单一技术,而在于将“光束控制-运动控制-工艺路径-软件算法”四者深度耦合的系统能力。在半导体行业,客户需要的不只是一台能打出微孔的机器,而是一套能保证百万个孔一致性、满足量产节拍、可快速切换工艺的完整制造方案。在航空航天领域,客户需要的不只是“更小的孔”,而是能在涡轮叶片上加工出特定角度、特定形状的异形冷却孔,且孔壁无微裂纹的工艺包。单色科技提供的,正是这种“从工艺验证到装备研发再到批量制造”的全链路能力。

这让我想起一位精密制造领域资深工程师的话:“做激光加工的人很多,但真正懂‘光-机-电-控-软’五位一体的人极少。大多数公司只擅长其中一个环节,而单色科技把最难的那个‘串’字给做了。”

10:1深径比的“无人区”:从钨钼合金到先进陶瓷,单色科技如何攻克高难度材料的“魔咒”?

在单色科技位于深圳光明区的生产研发基地,有一台正在调试的飞秒激光微加工设备。这台设备的加工仓内,一个直径不到0.1毫米的微孔正在碳化硅衬底上缓缓成型。这个孔的深度超过1毫米,深径比达到10:1以上,孔壁光滑,无锥度,无热影响区。对于半导体行业而言,这样的加工能力意味着什么?

碳化硅(SiC)是第三代半导体材料的核心代表,正在被广泛应用于电动汽车电驱系统、5G基站射频器件、高压电力电子等领域。但碳化硅是自然界中硬度仅次于金刚石的材料之一,化学性质极其稳定,传统机械加工几乎无能为力。即便是激光加工,由于碳化硅对红外光的吸收特性复杂,热效应极易导致材料开裂或产生位错缺陷。飞秒激光的“冷加工”特性天然适配碳化硅加工,但真正要实现10:1以上的超高深径比微孔加工,且保证孔壁质量和批次一致性,技术挑战极大。

“10:1深径比是一个分水岭。”一位熟悉单色科技的技术专家告诉笔者,“在飞秒激光微加工领域,能实现5:1深径比的公司已经算不错,达到10:1以上且能稳定量产的公司,全球范围内一只手数得过来。”单色科技不仅实现了这一指标,还将加工精度推到了亚微米级(小于1微米),并能批量化加工异形微孔——圆孔、方孔、椭圆孔、锥形孔、台阶孔,客户需要什么形状,就能在多种难加工材料上“雕刻”出什么形状。

这种能力的背后,是单色科技在三个核心技术维度上的系统性突破:

第一,光束整形技术。飞秒激光的光斑能量分布通常为高斯分布,中心能量高、边缘能量低,这种分布对于均匀材料加工或许够用,但对于高精度、高深径比加工而言,极易导致孔壁锥度或底部能量不足。单色科技开发了先进的光束整形模块,将高斯光束转换为“平顶”光束,使光斑内能量分布均匀,从而保证微孔上下口径一致,实现无锥度加工。同时,通过偏振控制与空间光调制器结合,实现了对激光焦点三维形状的灵活调控,为异形微孔加工提供了“光束雕刻刀”。

第二,高精度运动控制与实时监测。飞秒激光加工对定位精度要求极高——微米级的加工需要纳米级的运动控制。单色科技自主开发了高速高精度运动平台,结合实时位置反馈与激光触发同步控制,在高速扫描过程中实现了对每个脉冲位置的精确控制。更关键的是,公司开发了基于光学相干断层扫描(OCT)的穿透检测系统,能够在加工过程中实时监测孔深和孔壁状态,一旦检测到异常立即自动调整工艺参数。这种“加工-检测-闭环控制”的能力,是单色科技实现批量化稳定生产的关键。

第三,工艺数据库与智能化软件。不同材料、不同厚度、不同孔型,对飞秒激光的工艺参数要求截然不同。单色科技经过多年积累,已经建立了覆盖钨钼合金、先进陶瓷、半导体材料、高分子材料等多种难加工材料的工艺数据库,并开发了智能化工艺推荐软件。操作人员只需输入材料类型、加工要求和几何参数,软件即可自动推荐最优的激光参数组合(功率、脉冲宽度、重复频率、扫描路径等),大幅缩短了工艺调试周期,降低了技术复用的门槛。

正是这三大技术支柱的有机耦合,让单色科技从“能做”进化到了“能稳定量产”。在半导体封装领域,单色科技的飞秒激光设备被用于先进封装中的硅通孔(TSV)预钻孔、陶瓷基板微孔加工、晶圆划片等环节;在航空航天领域,用于涡轮叶片气膜冷却孔、燃烧室面板微孔、耐热合金精密零件切割等场景;在生物医疗领域,用于支架激光切割、微针阵列加工、植入器械表面微结构刻蚀等。这些场景的共通点是:材料难加工、精度要求极高、热损伤零容忍、对批次一致性有近乎苛刻的要求——而飞秒激光“冷加工”的特性,恰恰是这些场景的“最优解”,甚至在某些场景中是“唯一解”。

从深圳光明区到日韩欧洲:一家中国精密制造公司的全球“反向输出”之路

一个值得深究的现象是:单色科技不仅服务国内头部客户,还实现了海外设备交付,其客户覆盖了日韩、欧洲等传统精密加工强国市场。在精密制造领域,“反向输出”到德国、日本这样的传统强国,其难度远大于一般制造业。这些国家拥有全球最顶尖的精密加工技术积累和最挑剔的客户群体,一家中国初创公司凭什么赢得他们的订单?

答案同样是“冷加工”的技术红利。在半导体行业,日本、韩国、德国拥有全球最密集的精密制造产业集群。这些国家的工程师们对微加工精度的追求近乎偏执,但他们也同时面临传统加工方式的物理极限。当机械加工精度遭遇瓶颈,当纳秒激光的热效应成为良率杀手,飞秒激光就成了“不得不选”的下一代技术。而在这个技术窗口期,单色科技凭借在飞秒激光微加工领域的长期积累,提供了性能不逊于甚至超越欧洲日本同行的解决方案。

更关键的是,单色科技提供的不仅仅是设备,而是“交钥匙”式的工艺解决方案。在海外市场,客户往往对中国设备有“重硬件、轻工艺”的刻板印象——认为中国公司只擅长做机械集成,在核心工艺和软件算法上存在短板。单色科技打破这一印象的方式,是用实际交付的工艺效果说话。在竞标阶段,公司会直接带着飞秒激光设备和工艺方案到客户现场进行打样测试,用加工出来的微孔质量证明“中国方案”的技术实力。这种“以工艺换信任”的策略,正在逐步瓦解海外客户对中国精密制造公司的固有认知。

一个具体的案例是:某欧洲航空航天零部件巨头,需要在耐高温镍基合金叶片上加工出多个异形气膜冷却孔,每个孔的直径、角度、形状都不相同,且孔壁不能有任何微裂纹和重铸层。该公司此前一直依赖德国某高端激光设备供应商的方案,但设备价格昂贵且交期很长。单色科技受邀参与竞标后,在客户现场用一周时间完成了工艺方案开发和样品打样,加工出来的异形孔在质量上与德国方案相当,甚至在某些指标上更优(如孔壁粗糙度更低),而设备价格和交付周期都更具竞争力。最终,单色科技成功拿下了这一订单,并以此为契机进入了欧洲航空航天精密加工供应链。

“反向输出”的另一个隐形逻辑是:飞秒激光微加工是一个相对新兴的赛道,全球范围内的工业化起步时间差距不像传统精密加工那么大。在传统精密加工领域,德国、日本、瑞士拥有几十甚至上百年的工艺积累;而在飞秒激光微加工领域,全球范围内的工业应用真正起步不过十几年,中国公司与国际巨头的技术代差远小于传统领域。这意味着,在这个赛道上,中国公司有潜力实现“换道超车”,而不是在别人已经跑了百年的赛道上苦追。

当然,海外市场的开拓也并非一路坦途。不同国家和地区的工业标准、认证体系、售后服务要求差异巨大,对本土化服务能力提出了极高要求。单色科技的应对策略是:在重点海外市场建立本地化服务团队和备件仓库,同时利用远程诊断和数字化运维平台,实现设备的全球实时监控与预警。这种“硬件+软件+服务”的一体化出海模式,正在成为中国硬科技公司全球化竞争的新范式。

融资棋盘上的“三子落定”:国创集团领投背后的粤港澳大湾区硬科技逻辑

本轮融资的领投方“国创集团”,其全称是粤港澳大湾区国家技术创新中心直属资管平台。国创集团的投资逻辑,远不止于财务回报,更承载着国家层面在极端精密制造领域的战略布局。这恰好解释了为什么一家成立仅数年的硬科技初创公司,能够在短短几年内完成三轮融资,且每一轮融资都获得了强有力的产业资本和国有资本支持。

粤港澳大湾区国家技术创新中心是国家在粤港澳大湾区布局的重大创新平台,其核心使命之一是突破“卡脖子”技术,推动国产高端装备自主可控。单色科技所处的飞秒激光微加工领域,直接关系到半导体制造、航空航天、高端医疗器械等国家战略产业的核心供应链安全。在半导体领域,飞秒激光微加工是先进封装、第三代半导体衬底加工等关键环节的“敲门技术”;在航空航天领域,飞秒激光微加工是涡轮叶片冷却孔、燃烧室面板微孔等核心部件制造不可或缺的手段。这些技术的自主可控,直接关系到国家战略产业的供应链韧性。

从产业布局视角来看,国创集团的投资不仅仅是“投钱”,更是“投生态”。粤港澳大湾区已经聚集了华为、比亚迪、大疆等全球领先的硬件科技公司,以及完整的电子信息、新能源汽车、智能装备产业集群。单色科技作为飞秒激光微加工领域的平台型企业,其技术能力可以与大湾区的半导体封装测试、精密零部件制造、高端医疗器械等企业形成深度协同。国创集团的入局,有望加速这种协同效应的落地——例如,通过国创集团的产业资源,单色科技可以更快速地对接大湾区内的头部客户和产业化伙伴,缩短技术商业化周期。

对于单色科技而言,此轮融资的战略意义还在于:加速新一代飞秒激光微加工技术的研发,以及先进光束控制、高精度运动控制、智能化工艺平台等核心模块的迭代升级。飞秒激光微加工技术仍处于快速演进期:更高功率的飞秒激光器、更灵活的光束整形手段、更智能的工艺自优化算法……这些前沿技术的储备,将决定公司在未来3-5年内的竞争位势。此外,融资还将用于加快飞秒激光技术在半导体、医疗、精密器件等重点领域的产业化应用,并进一步完善国内外市场及服务体系。

值得注意的是,单色科技此轮融资的背景,是全球飞秒激光微加工市场正处于“爆发前夜”。据市场研究机构预测,到2030年,全球飞秒激光微加工市场规模将超过百亿美元,年复合增长率超过20%。在碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料大规模商用、先进封装技术持续演进、航空航天发动机热端部件加工精度提升等多重因素驱动下,飞秒激光微加工的市场需求正在从“利基市场”走向“主流应用”。在这个关键窗口期,能否快速扩大产能、完善服务网络、建立品牌认知,将直接决定各参与者能够分到多大的市场蛋糕。

从“能做”到“好用”:飞秒激光的下一个战场是“极端精密制造”的系统工程

“飞秒激光的价值,不只是实现更小的孔、更窄的缝和更高的精度,更重要的是把这些能力转化为稳定、可靠、可规模应用的工业生产力。”单色科技创始人曾在公开场合这样表述公司的愿景。这句话精准地概括了飞秒激光微加工行业当前面临的最大挑战——从“实验室能做”到“工厂里好用”,中间横亘着一道巨大的工程化鸿沟。

在实验室环境中,飞秒激光微加工可以做到纳米级精度、任意形状、几乎无损伤。但将这种能力移植到工厂车间,需要克服一系列“工程化魔鬼”:设备能在30度高温、70%湿度的非空调环境下稳定工作吗?能在工业电网电压波动下保持激光稳定性吗?能在连续24小时不间断生产中保持加工质量的波动在可控范围内吗?能快速切换不同材料和工艺,适应柔性制造需求吗?

这些问题,恰恰是单色科技在过去几年中投入最多精力去攻克的方向。公司在深圳光明区建立了覆盖工艺研发、核心模块开发、装备集成、应用验证及售后服务的完整体系,核心逻辑就是“以工程化思维将工艺能力固化进装备”。具体而言,公司通过三个层次的闭环来提升产品的工业成熟度:第一层是“工艺闭环”,通过大量工艺实验积累数据,建立不同材料、不同加工需求的工艺参数数据库;第二层是“质量闭环”,通过在设备中集成在线检测模块,实现加工质量的实时监控与闭环控制;第三层是“运维闭环”,通过数字化运维平台,对已交付设备进行远程健康管理和预警式维护。

这种“系统工程”能力的构建,让单色科技从一家“飞秒激光微加工设备公司”进化到了“飞秒激光微加工解决方案平台公司”。两者的区别在于:设备公司卖的是“工具”,客户需要自己调试工艺、解决加工问题;而解决方案平台公司卖的是“能力”,客户只需要提供加工需求和来料,由平台自动推荐最优工艺、执行加工、完成质量检测。对于半导体、航空航天等行业的头部客户而言,他们需要的恰恰是后者——因为他们没有时间和意愿去“驯服”一台复杂的激光设备,他们只需要稳定可靠的微孔、微槽、微结构。

站在行业竞争的视角来看,这一战略定位也构建了更深的护城河。如果单色科技只是一家设备集成商,其竞争对手可能会更多——激光器厂商可以直接向下游延伸,传统精密加工设备公司可以引入飞秒激光模块。但平台型公司的壁垒在于“工艺数据库+智能化软件+系统集成能力”三位一体的复合优势。竞争对手可以买到同样的激光器、同样的运动平台,但买不到经过数千次实验验证的工艺参数组合,买不到针对不同材料、不同孔型的“know-how”积累,更买不到将“光-机-电-控-软”五维深度耦合的系统工程能力。

展望未来,飞秒激光微加工技术仍处于“能力边界不断外扩”的阶段。更高功率的激光器将带来更高的加工效率,更短的脉冲宽度将带来更极致的“冷加工”效果,更智能的AI算法将实现工艺参数的自适应优化。单色科技在本轮融资后,将重点投入新一代飞秒激光微加工技术的研发,包括但不限于:面向大口径碳化硅衬底的高效划片工艺、用于先进封装的超高深径比硅通孔加工、用于医疗植入器械的表面微结构功能化加工等前沿方向。这些技术一旦取得突破,将进一步拓展飞秒激光微加工的应用边界,从现有的半导体、航空航天、生物医疗向精密光学、量子器件、柔性电子等更多高价值领域延伸。

回到文章开头那个问题:一家中国初创公司,凭什么在全球极端精密制造的最高阶疆域与国际巨头同台竞技?答案或许就藏在飞秒激光的物理本质里——在这束极短、极冷、极精准的光面前,技术代差被大幅压缩,工程化能力和系统整合能力成为了决胜关键。而单色科技,恰好在这条“从实验室到工厂”的艰难道路上,走在了最前列。

当全球半导体产业向更高集成度、更小特征尺寸迈进,当航空航天发动机推重比不断刷新纪录,当医疗植入器械向更高生物相容性进化——“极限”将成为精密制造的主旋律。在极限面前,传统加工方式的物理囚笼终将被打破,而飞秒激光这个曾被囚禁于实验室的“冷加工利器”,正在成为打破囚笼的钥匙。对单色科技而言,这不仅仅是一个数千万级融资故事,而是一场关乎中国极端精密制造话语权的战役序章。

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