迈铸半导体研发的微型U型线圈（尺寸：6.3mm X 3.6mm X 2.1mm，共有155匝） 迈铸半导体供图

U型电磁铁可以比指尖还要小。近日，上海迈铸半导体科技有限公司（以下简称迈铸半导体）成功研制出微型U型结构电磁铁，有望成为现阶段世界上最小的U型结构电磁铁。

2012年，迈铸半导体创始人顾杰斌加入中国科学院上海微系统与信息技术研究所。带着在英国帝国理工学院攻读博士学位时没有将技术实现商业化的遗憾，顾杰斌回国后决定研究一条全新的技术路线，实现半导体先进封装中过孔互连（TSV）的微孔金属化填充问题。

在随后的时间里，顾杰斌团队在时任传感技术国家重点实验室主任李昕欣的支持下，攻破了一个又一个的难题，终于研发出微机电铸造技术（MEMS-Casting），该技术是铸造这项古老的金属加工技术与新兴的半导体技术的结合。

顾杰斌介绍，指微机电系统（MEMS）本身就是一项涉及多学科的超精密机械加工技术，MEMS-Casting更是在其基础上融合了物理学中的流体力学、热力学、金属学、铸造学、半导体等相关知识发展出的来一个多学科交叉技术。

据悉，顾杰斌团队研发的MEMS-Casting相关成果被《电子器件期刊》发表，连续两年被微机电系统领域国际学术会议IEEE MEMS录取为口头报告，并在2021年获得IEEE电子器件技术与制造会议（EDTM）唯一的一等奖。

在这之前，对于几十到几百微米尺度的金属结构的制造几乎只有电镀（铸）这一种方法。但是电镀存在着工艺复杂（需要种子层），使用的电解液有毒害容易造成环境污染，以及不适合制造复杂三维结构等种种缺点。另外，相较于直的螺线线圈，U型线圈可以形成闭合磁路，产生的电磁力比直的电磁铁大数十倍。但微型U型线圈的结构却较直的线圈复杂的多，采用传统漆包线绕制的方法很难实现微型化。

顾杰斌表示，微机电铸造技术可以解决上述缺点和难点：因为只需要使用真空和压力，所以没有任何污染问题；成型效率非常高，一般一片晶圆只需要十几分钟便可用铸造工艺完成金属化；容易实现复杂三维结构的制造，例如螺线线圈结构。螺线线圈作为一种复杂的三维结构，如果用电镀来制造，需要至少三次数小时的电镀，而利用微机电铸造技术，整个线圈结构只需要十几分钟便可实现金属化成型。

作为一项底层的平台性技术，微机电铸造不仅可以实现TSV的微孔金属化填充，将传统的铸造缩小一百万倍，还可以用来在晶圆上制造复杂的三维结构，迎合了目前半导体器件进一步微型化封装的需求。”

2018年，顾杰斌成立迈铸半导体，将MEMS-Casting技术推向市场。目前，多家公司和机构在与迈铸半导体就MEMS-Casting技术在光刻机、磁通门电流传感器等多个领域的应用开展合作。未来，MEMS-Casting技术还将在应用到消费类电子等领域。