在半導(dǎo)體制造車間里，一臺臺精密設(shè)備正在安靜運行。晶圓表面刻蝕過程中，氣體流量控制的精度直接決定了芯片的良品率。長期以來，這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量流量控制器（MFC）幾乎依賴進(jìn)口，成為我國制造業(yè)的“卡脖子”難題。
隨著中美科技競爭加劇，半導(dǎo)體、新能源、生物醫(yī)藥等戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)對核心零部件的自主可控需求日益迫切。以陜西易度智能為代表的中國科技企業(yè)通過十年磨一劍的技術(shù)攻堅，在層流壓差式MFC領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重大突破。
國產(chǎn)替代的緊迫現(xiàn)狀
質(zhì)量流量控制器（MFC）作為精密測控流體的核心部件，在半導(dǎo)體制造、新能源、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域扮演著重要的角色。尤其是在芯片生產(chǎn)的300多項關(guān)鍵工藝中，超過70%的工藝環(huán)節(jié)需要精確的微流量控制。
2023年，我國半導(dǎo)體用MFC市場規(guī)模已超過20億元，但國產(chǎn)化率卻極低，市場幾乎被美國、日本等壟斷。這些進(jìn)口設(shè)備不僅價格高昂，而且售后服務(wù)響應(yīng)周期長，嚴(yán)重制約了國內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展。
在中美貿(mào)易摩擦不斷加劇的背景下，國務(wù)院將MFC列為重點攻關(guān)的核心部件。加速實現(xiàn)MFC國產(chǎn)替代，已成為保障產(chǎn)業(yè)鏈安全和提升制造能力的戰(zhàn)略任務(wù)。
國產(chǎn)替代的驅(qū)動力量
政策扶持與供應(yīng)鏈本土化趨勢形成強大推動力。國家“十四五”規(guī)劃明確將儀器儀表作為重點發(fā)展領(lǐng)域，各地政府也紛紛設(shè)立專項基金支持MFC技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。
市場需求的變化同樣不可忽視。隨著碳中和目標(biāo)推進(jìn)，氫能儲運、燃料電池測試、碳捕集等新能源領(lǐng)域?qū)FC的需求激增，為國內(nèi)企業(yè)創(chuàng)造了增量市場機會。在這些新興領(lǐng)域，國內(nèi)外企業(yè)基本處于同一起跑線。
國內(nèi)企業(yè)憑借本地化服務(wù)優(yōu)勢逐漸贏得市場認(rèn)可。相比進(jìn)口品牌，國產(chǎn)MFC廠商能夠提供更快速的技術(shù)支持與維護(hù)，成本也更低。在產(chǎn)線停機的緊急情況下，國內(nèi)工程師甚至能在24小時內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場解決問題，而進(jìn)口品牌通常需要數(shù)周響應(yīng)時間。
技術(shù)突破
在這一領(lǐng)域，陜西易度智能科技有限公司成為技術(shù)突圍企業(yè)。該公司由80后科研人員組成的團(tuán)隊自2011年起堅持自主創(chuàng)新，選擇技術(shù)難度更高的層流壓差式技術(shù)路線，經(jīng)過7年潛心研發(fā)，終于在2017年推出國產(chǎn)層流質(zhì)量流量計。
易度的層流壓差式MFC實現(xiàn)了三大技術(shù)突破：響應(yīng)速度達(dá)到1ms級別，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)熱式流量計的秒級響應(yīng)；測量精度高達(dá)±0.5%；多氣體兼容性方面，無需轉(zhuǎn)換系數(shù)即可實現(xiàn)任意比例混合氣體切換。
2025年，易度推出新一代EC系列產(chǎn)品，支持PROFINET通訊協(xié)議，滿足工業(yè)自動化與物聯(lián)網(wǎng)需求。該系列產(chǎn)品內(nèi)置壓力與溫度傳感器，實現(xiàn)動態(tài)補償，大幅提升了復(fù)雜工況下的穩(wěn)定性。
層流壓差技術(shù)的核心優(yōu)勢
易度智能選擇的層流壓差技術(shù)路線具有顯著性能優(yōu)勢。該技術(shù)基于哈根-泊肅葉定律，通過測量層流狀態(tài)下的壓差變化來計算流量，具有響應(yīng)速度極快、測量精度高、測試重復(fù)性好、壓損小等特點。
在半導(dǎo)體刻蝕等制造場景中，工藝氣體流量控制的精度要求已提升至±0.5%。傳統(tǒng)熱式MFC難以滿足這一要求。
易度產(chǎn)品內(nèi)置70多種氣體參數(shù)，支持任意比例混合氣體的精確測量和控制，解決了半導(dǎo)體制造中工藝氣體頻繁切換的痛點。其EC系列產(chǎn)品采用316L不銹鋼流道，增強了抗腐蝕能力，特別適用于Cl?、H?S等腐蝕性介質(zhì)環(huán)境。
挑戰(zhàn)與未來機遇
盡管取得重大突破，國產(chǎn)MFC仍面臨諸多挑戰(zhàn)。核心傳感器與算法尚未自主可控，部分元件仍需進(jìn)口。材料科學(xué)與微電子技術(shù)領(lǐng)域的積累不足，制約了產(chǎn)品性能的進(jìn)一步提升。
國際競爭壓力持續(xù)存在。美國某MFC企業(yè)憑借數(shù)十年技術(shù)積累，仍在市場占據(jù)主導(dǎo)地位。國內(nèi)企業(yè)需要通過差異化技術(shù)路線，如易度專注的層流壓差技術(shù)，才能實現(xiàn)彎道超車。
未來機遇同樣廣闊。據(jù)預(yù)測，到2030年半導(dǎo)體領(lǐng)域MFC國產(chǎn)化率將超過40%。新能源革命帶來巨大增量空間，氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的電解槽制氫、燃料電池測試、儲運等環(huán)節(jié)都將創(chuàng)造新的市場需求。
國產(chǎn)替代的戰(zhàn)略意義
MFC國產(chǎn)化突破的意義超越商業(yè)價值本身。它標(biāo)志著中國在儀器儀表領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從“仿制跟隨”到“自主創(chuàng)新”的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型。易度智能等企業(yè)通過十余年技術(shù)積累，摸索出一條“概念論證-關(guān)鍵技術(shù)驗證-原理樣機-產(chǎn)品”的完整創(chuàng)新路徑。
這些突破為芯片制造、航天發(fā)動機、生物制藥等戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)提供了自主可控的技術(shù)保障。在等離子體發(fā)動機等領(lǐng)域，對小于1ml/min的稀有氣體質(zhì)量流量的精確測量，直接關(guān)系到國家重大科技項目的進(jìn)展。
國產(chǎn)MFC的崛起還帶動了人才培育和產(chǎn)業(yè)鏈升級。以易度智能為例，其博士、碩士組成的核心研發(fā)團(tuán)隊聯(lián)合國內(nèi)頂尖學(xué)府專家，構(gòu)建了產(chǎn)學(xué)研深度融合的創(chuàng)新生態(tài)。
在陜西易度智能的實驗室，新一代EC系列MFC正進(jìn)行最后的穩(wěn)定性測試。這些內(nèi)置70種氣體參數(shù)、響應(yīng)速度達(dá)毫秒級的設(shè)備，即將裝船發(fā)往海外。曾幾何時，中國制造的精密儀器只能仰望國際其他廠商；如今，易度智能的層流壓差式MFC已通過歐洲CE認(rèn)證，進(jìn)入全球制造產(chǎn)業(yè)鏈。
隨著2030年半導(dǎo)體領(lǐng)域國產(chǎn)化率超40%的預(yù)測逐步成為現(xiàn)實，中國精密儀器儀表產(chǎn)業(yè)正迎來屬于自己的高光時刻。