450公斤! 世界最大單體藍寶石中國造
本報(bao)記(ji)者 張景陽
近日,全球重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)級(ji)別最(zui)高、單(dan)體最(zui)大的(de)人造(zao)藍寶(bao)石晶(jing)體在內(nei)蒙古晶(jing)環電(dian)子材料有限公司的(de)生產車(che)間(jian)誕(dan)生,450公斤的(de)重(zhong)(zhong)(zhong)量(liang)級(ji)別,將此前俄羅斯保持的(de)350公斤級(ji)世界(jie)紀(ji)錄(lu)一(yi)下提高了100公斤。晶(jing)環電(dian)子研發團(tuan)隊(dui)的(de)這(zhe)一(yi)成(cheng)果,再次(ci)向世人證明了“企業是技(ji)術創新(xin)的(de)重(zhong)(zhong)(zhong)要主體”,這(zhe)項新(xin)的(de)核心技(ji)術的(de)誕(dan)生,也使我國(guo)人造(zao)寶(bao)石生產行業的(de)現(xian)狀和國(guo)際(ji)競爭力悄然(ran)發生變化。
帶(dai)有余溫的450公斤(jin)級人造藍寶石 本(ben)報記(ji)者 張景陽攝(she)
藍寶石制造業成長于(yu)逆境(jing)
說起寶石(shi),人(ren)(ren)們首(shou)先想到的(de)必然是(shi)珠寶、首(shou)飾,其(qi)實作為高(gao)科技(ji)生產(chan)領域(yu)的(de)重要原材料,人(ren)(ren)造(zao)藍寶石(shi)早已融(rong)入人(ren)(ren)們的(de)日常(chang)生活。小(xiao)到智能手機攝像頭(tou)、觸(chu)摸屏、LED燈,大到國之重器、高(gao)強度激(ji)光、天(tian)文觀測系(xi)統光學元器件,人(ren)(ren)造(zao)藍寶石(shi)的(de)身影無處不在。
新世(shi)紀以來(lai),在美國、歐洲、日本等發達國家(jia)和地區的(de)藍寶(bao)石原件需求量和產(chan)值已經達到(dao)天(tian)文數字時,我國的(de)藍寶(bao)石生產(chan)制(zhi)造業才(cai)剛剛起步。
2000年,我國開始(shi)對(dui)藍寶石(shi)生(sheng)長技術進行全方位開發(fa),基于溫度梯度法制造(zao)出的產品雖然在質量方面完全能夠(gou)達(da)到(dao)軍工和光電子產業的要求,但在批量化方面卻(que)長期無法走出實驗(yan)室。直到(dao)10年之后,好消息(xi)才頻(pin)頻(pin)傳來(lai)。
2011年4月,青島嘉晶(jing)(jing)電科技股份(fen)有限公司LED藍寶石(shi)襯(chen)底(di)晶(jing)(jing)片(pian)(pian)項目(mu)正式投產(chan)(chan),3年內產(chan)(chan)能擴大到了180萬片(pian)(pian),標志著我國LED藍寶石(shi)晶(jing)(jing)片(pian)(pian)打破國外技術(shu)封鎖(suo),形成規(gui)模(mo)化生產(chan)(chan)。
同年6月,江蘇(su)鎮江誕生了(le)一顆百(bai)公(gong)斤級人(ren)造(zao)藍寶(bao)(bao)石晶(jing)體,使(shi)我國(guo)快速增(zeng)長(chang)(chang)的LED行業的優(you)質材料(liao)供應(ying)變為現實,打破了(le)我國(guo)藍寶(bao)(bao)石晶(jing)體成長(chang)(chang)、基板制造(zao)市場長(chang)(chang)期依(yi)賴進口的被動局(ju)面。
2016年4月,首顆(ke)贛造人(ren)工120公斤藍(lan)寶石晶體在南昌(chang)“光谷”問世,標(biao)志(zhi)著江西智能手機產業(ye)本土造的(de)藍(lan)寶石觸摸屏(ping)正式誕生。當時,研發(fa)項目(mu)總工程師張振志(zhi)自豪地說(shuo):“蘋(pin)果手機鏡頭蓋(gai)、home鍵都是由我(wo)(wo)們供貨。除了瞄準光學運用(yong)領(ling)(ling)域(yu),我(wo)(wo)們還將關注智能手機面板等(deng)電子運用(yong)領(ling)(ling)域(yu)。”
這一系列消息足以令國(guo)人(ren)振奮(fen)。然而,從(cong)根本上來(lai)看,藍(lan)寶石(shi)的“中國(guo)制(zhi)造”并(bing)未完(wan)全走出逆境(jing):產(chan)品的生產(chan)設備(bei)和生產(chan)工藝,仍然很(hen)大程度依(yi)賴進口,導致在生產(chan)成本和產(chan)品價格上缺(que)少話語(yu)權;更為重要的是,我國(guo)的生產(chan)能力和產(chan)品尺寸(cun)還不能滿足國(guo)防(fang)科技、國(guo)之重器的全面需求。
2017年初(chu),俄羅(luo)斯驕傲地向世界(jie)宣(xuan)布:世界(jie)最大、350公斤(jin)級的人造藍寶石在(zai)該國誕生(sheng)。
“說(shuo)到底,我(wo)們缺少(shao)(shao)業(ye)內的國際話語(yu)權(quan),就是(shi)因(yin)為缺少(shao)(shao)核(he)心的生(sheng)產技(ji)(ji)術,一套(tao)完全(quan)屬于我(wo)們自(zi)己的生(sheng)產技(ji)(ji)術!”晶環電子總經理張(zhang)俊這樣說(shuo)。
晶石巨無(wu)霸爭(zheng)奪國際話(hua)語權(quan)
在內(nei)蒙古晶(jing)環(huan)電子公司的生產車間內(nei),一顆重(zhong)(zhong)達450公斤(jin)的人(ren)造藍寶(bao)石屹立在展柜前,通體(ti)透明,毫無(wu)氣泡(pao)。用手觸摸,還能感受到(dao)剛(gang)(gang)剛(gang)(gang)出爐的余溫。晶(jing)環(huan)電子副總(zong)(zong)經(jing)理、總(zong)(zong)工程師歐(ou)陽鵬根告(gao)訴科技日報記者:“這(zhe)是目前世(shi)界上重(zhong)(zhong)量級別最高、單體(ti)最大的人(ren)造藍寶(bao)石,基于泡(pao)生法生產技術(shu)。”
泡(pao)生法是目前(qian)世界(jie)(jie)上(shang)(shang)生產人造藍(lan)寶石(shi)的(de)主流方法,也是世界(jie)(jie)各國致力技(ji)術(shu)攻關和加大(da)技(ji)術(shu)研(yan)發(fa)投入的(de)最(zui)主要生產工藝。其原理是先將氧化鋁原料加熱至熔(rong)點(dian)后形(xing)成熔(rong)湯(tang),再以籽晶(jing)棒接觸到熔(rong)湯(tang)表面,在籽晶(jing)棒與熔(rong)湯(tang)的(de)固(gu)液界(jie)(jie)面上(shang)(shang)開始(shi)生長和晶(jing)種相(xiang)同晶(jing)體結構(gou)的(de)單(dan)晶(jing),晶(jing)種以極緩慢的(de)速度往上(shang)(shang)拉升(sheng)最(zui)后凝固(gu)成一(yi)整個單(dan)晶(jing)晶(jing)碇(ding)。
“這是一個過(guo)程(cheng)比較漫長的(de)生(sheng)產工藝,對爐溫的(de)控制、生(sheng)產系統的(de)協調應用都有著(zhu)極高(gao)的(de)考驗和極為苛刻的(de)要求(qiu),所(suo)以,生(sheng)產450公斤(jin)級的(de)產品(pin)和
生產200公斤級(ji)、350公斤級(ji)產品,其技(ji)術要求不在一個層面,有著質的(de)區別。”歐(ou)陽(yang)鵬根介紹說。
在100公(gong)斤(jin)級(ji)、250公(gong)斤(jin)級(ji)人造藍寶石實現批量(liang)生產(chan)之后,歐陽鵬(peng)根(gen)帶領的(de)晶環電子研(yan)發團(tuan)隊并沒有停止創(chuang)新的(de)腳步。2017年,晶環電子300公(gong)斤(jin)級(ji)藍寶石達到生產(chan)條件不久,俄羅斯Mono Crystal公(gong)司350公(gong)斤(jin)級(ji)的(de)世界(jie)紀錄(lu)刺激了(le)歐陽鵬(peng)根(gen)的(de)研(yan)發團(tuan)隊:“一是(shi)(shi)要(yao)和(he)他(ta)們(men)競爭,咬住不放;二是(shi)(shi)我(wo)們(men)國(guo)內行業和(he)企業本身確實對新的(de)核心技術有著(zhu)極大(da)的(de)渴求,這是(shi)(shi)我(wo)們(men)研(yan)發的(de)最大(da)動力(li)!”
于(yu)是(shi),“泡生(sheng)法全自(zi)動(dong)藍(lan)寶(bao)石(shi)(shi)晶體(ti)生(sheng)長技(ji)術和(he)超大尺寸(cun)藍(lan)寶(bao)石(shi)(shi)晶體(ti)生(sheng)長工(gong)(gong)藝技(ji)術”在晶環電子的實驗(yan)室逐步(bu)(bu)成(cheng)型。該公司總經理張俊向(xiang)記者(zhe)介紹:“我們(men)的核心技(ji)術是(shi)自(zi)主(zhu)研發的自(zi)動(dong)化生(sheng)產(chan)設備(bei)、熱產(chan)設計理論和(he)微觀工(gong)(gong)藝應用(yong),也就是(shi)說(shuo),從原材料選(xuan)取、加工(gong)(gong)、生(sheng)產(chan),全部是(shi)中國(guo)制(zhi)造。這顆(ke)人(ren)造藍(lan)寶(bao)石(shi)(shi)巨無(wu)霸的誕生(sheng),將(jiang)逐步(bu)(bu)改(gai)變世界人(ren)造晶石(shi)(shi)行業的生(sheng)產(chan)秩序,我們(men)要據(ju)此拿(na)到國(guo)際話語(yu)權!”
新技術將打開行業新局面
近年(nian)來,LED產(chan)(chan)業在(zai)全球范圍內發(fa)展迅猛,其產(chan)(chan)品(pin)被廣(guang)泛應用(yong)于照明(ming)以及藍光(guang)(guang)激(ji)光(guang)(guang)器領域,特別是(shi)(shi)應用(yong)于液晶顯(xian)示方面,市場擴張(zhang)迅速,幾乎100%的(de)(de)筆記本(ben)電(dian)腦、50%以上的(de)(de)液晶電(dian)視都(dou)在(zai)應用(yong)LED產(chan)(chan)品(pin)。而人造藍寶(bao)石(shi)晶體成長、基板制造環節(jie)(jie)位于LED產(chan)(chan)業鏈的(de)(de)最(zui)(zui)前端,是(shi)(shi)業內投資最(zui)(zui)大(da)、技(ji)術(shu)壁壘最(zui)(zui)高(gao)的(de)(de)一個環節(jie)(jie)。“同時也(ye)是(shi)(shi)附(fu)加值(zhi)最(zui)(zui)高(gao)的(de)(de)一節(jie)(jie),前提是(shi)(shi)要擁有屬于自己的(de)(de)核心(xin)技(ji)術(shu)!”張(zhang)俊(jun)說。
張俊介紹說(shuo),由(you)于我(wo)國長期和大規模依(yi)賴進口的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)設(she)備和生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)技術,主(zhu)導和影響國際商品價(jia)格的(de)(de)主(zhu)動(dong)權一直不被我(wo)國掌握,國內的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)企業(ye)也因此備受(shou)壓制,在(zai)產(chan)(chan)業(ye)興(xing)旺發達的(de)(de)同時,大量利潤(run)給了海外(wai)。
作為企(qi)業研(yan)發團隊的(de)帶頭人,歐陽鵬根深有(you)感觸地告訴科技日報(bao)記者:“科技型企(qi)業要實現降(jiang)本逐(zhu)利,沒有(you)其他出路,只(zhi)能靠技術。巨(ju)無霸人造藍寶石(shi)的(de)試產(chan)之所以成功,不僅(jin)表現在尺寸(cun),也(ye)表現在品質。我們的(de)新產(chan)品可(ke)以應用于LED的(de)4英寸(cun)晶(jing)棒有(you)效長度達到4550毫米以上(shang),這個(ge)標準源自如此大尺寸(cun)的(de)晶(jing)石(shi),已經是最好的(de)證明。”
記者了(le)解到,由(you)于技術門(men)檻越(yue)來(lai)越(yue)高(gao),國內的(de)(de)藍寶石生產企業(ye)也(ye)正在面臨優勝劣汰的(de)(de)洗牌過程,以前的(de)(de)上百家企業(ye),現(xian)在大(da)半已經停(ting)產或轉產,這是市(shi)場的(de)(de)必(bi)然要求,更是高(gao)精尖(jian)技術催生的(de)(de)結果。
目前,晶(jing)環電(dian)子正(zheng)在致(zhi)力于(yu)實現超大尺寸晶(jing)石(shi)的(de)(de)批量(liang)(liang)生(sheng)產攻關工作(zuo)。歐陽鵬根說(shuo):“對于(yu)企業(ye)來(lai)(lai)講,我們的(de)(de)新(xin)技術可以實現投料量(liang)(liang)增加2.5倍(bei)、其(qi)他成本保持不變、產量(liang)(liang)提高5倍(bei)的(de)(de)全(quan)新(xin)生(sheng)產局(ju)面;而對于(yu)國家來(lai)(lai)講,超大尺寸晶(jing)石(shi)的(de)(de)自主研發和生(sheng)產,不論在民用領域還是軍用領域,都會給予其(qi)最(zui)大、最(zui)為安全(quan)的(de)(de)保障(zhang)。”
中(zhong)證(zheng)(zheng)網(wang)(wang)(wang)聲明:凡本網(wang)(wang)(wang)注明“來(lai)源:中(zhong)國(guo)證(zheng)(zheng)券(quan)(quan)(quan)報(bao)(bao)·中(zhong)證(zheng)(zheng)網(wang)(wang)(wang)”的所有作(zuo)(zuo)品(pin),版權均(jun)(jun)屬于中(zhong)國(guo)證(zheng)(zheng)券(quan)(quan)(quan)報(bao)(bao)、中(zhong)證(zheng)(zheng)網(wang)(wang)(wang)。中(zhong)國(guo)證(zheng)(zheng)券(quan)(quan)(quan)報(bao)(bao)·中(zhong)證(zheng)(zheng)網(wang)(wang)(wang)與作(zuo)(zuo)品(pin)作(zuo)(zuo)者聯合(he)聲明,任何組織未經中(zhong)國(guo)證(zheng)(zheng)券(quan)(quan)(quan)報(bao)(bao)、中(zhong)證(zheng)(zheng)網(wang)(wang)(wang)以及作(zuo)(zuo)者書面授權不得(de)轉載(zai)、摘編或利(li)用(yong)其它方式使用(yong)上述作(zuo)(zuo)品(pin)。凡本網(wang)(wang)(wang)注明來(lai)源非中(zhong)國(guo)證(zheng)(zheng)券(quan)(quan)(quan)報(bao)(bao)·中(zhong)證(zheng)(zheng)網(wang)(wang)(wang)的作(zuo)(zuo)品(pin),均(jun)(jun)轉載(zai)自(zi)其它媒(mei)體,轉載(zai)目的在于更好服務讀者、傳遞信息之需,并不代表本網(wang)(wang)(wang)贊同(tong)其觀(guan)點,本網(wang)(wang)(wang)亦不對其真實性負(fu)責,持異(yi)議者應(ying)與原出處單位主張(zhang)權利(li)。
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