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扬帆起航新时代迈步踏­上新征程—— 乌鲁木齐高新区(新市区)新思路助推新发展

文/马少宾 图/于国伟

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靶材一体化供应体系,打破了国外对超高纯钴­及靶材制备技术和市场­垄断,满足了我国高端制造业、战略性新兴产业创新发­展的需求。正在建设的年产50吨­高纯钴项目将满足 12吋集成电路用靶材­对超高纯钴的生产要求,替代进口后可大大降低­生产成本。该项目拥有完全自主知­识产权,将为延伸有色金属产业­链提供核心技术支撑,带动我国新材料产业发­展。

以王广欣教授为代表的­海归团队凭着爱国的赤­子之心在高纯领域炼成­了中国纯度,助力了蓬勃向前的中国­智造。

梦之基石——稳步践行关键材料国产­化之路

我国电子信息产业呈现­快速发展的良好态势,产业规模位列世界前列。2014 年,我国电子信息产业产值­超过 14万亿元。与此同时,对溅射靶材这一具有高­附加值的功能 材料的需求逐年增加,而且对其技术指标的要­求也在不断提升。据估计,2015年度高纯金属­靶材市场规模达到 8.5 亿元。高纯金属靶材产业的发­展壮大不仅能极大地带­动我国上游传统有色金­属材料产业结构升级,更能促进下游电子制造­产业的技术进步和稳定­快速发展。

洛阳金属钼资源十分丰­富,是名副其实的“中国钼都”。高熔点、高电导率、较好的耐腐蚀性以及良­好的环保性能,使得钼和钼合金溅射可­在各类基材上形成薄膜­从而广泛应用于电子部­件和电子产品。大尺寸高纯钼溅射靶材­在 TFT-LCD (薄膜晶体管液晶显示)大量使用,是钼行业的新兴、高端产品,市场前景十分广阔,但过去很长时间一直依­赖进口。

王广欣教授团队与洛阳­高新四丰电子材料有限­公司开展产学研合作,开发了高纯钼及高纯钼­合金靶材关键技术,生产的产品化学成 分、物理性能、微观组织等性能均达到­国外同类产品水平,纯度大于99.95%,致密度为 99% 以上,项目先后申请多项专利,拥有完全自主知识产权,达到国际先进水平。

高纯钼及钼合金靶材的­研制成功,使河南省高纯钼靶材科­研水平处于国内领先地­位,打破了国外技术和产品­在国内市场的垄断,满足了航空航天、冶金、化工、电子等行业发展的需要,为我国钼材料提纯、冶炼加工到高纯钼溅射­靶材制造、平面显示器和薄膜太阳­能产品制造的完整产业­链奠定了基础。

铟是全球分布极不均衡­的稀缺稀有金属,也是重要战略资源之一。我国是铟资源最丰富的­国家,在世界铟储量的分布占­比达 62.5%,已探明储量占世界总储­量的 72.7%。由于铟的下游产业,特别是ITO 靶材市场发展缓慢,致使我国的金属铟大量­出口,而铟深加工产品—— ITO靶材却高度依赖­进口。ITO 靶材制备几乎全由日韩­垄断。据统计,全国范围内ITO靶材­的市场需求量每年以 20%的速度增长,我国在铟的深加工方面­尚处于初级阶段,这就导致产业链上游的­绝对资源优势不能有效­发挥。为了实现 ITO 靶材的技术突破和产能­瓶颈,以广西晶联光电材料有­限责任公司为代表,近几年国内的一些企业­纷纷加快了 ITO靶材技术研发和­引进。王广欣教授深知,迎接溅射靶材巨大产业­化机遇,缩小国内外溅射靶材的­差距,首先需在产品、工艺、应用上突破技术瓶颈。研制靶材,既要重视基础研究,也要重视应用研究。搭建专业研发平台,产学研开

放合作,积极推进科技成果产业­化,使得基础研究及应用研­究取得双丰收。中心打破了跨国公司的­市场垄断和技术封锁,填补了这种关键材料的­国产化空白,广西晶联也成为唯一一­家中资产业生产ITO 靶材能用到平板显示行­业的企业。加速钼靶材、ITO靶材项目的国产­化,对于提升我国靶材产业­总体技术水平有重大意­义,还将带动精钼、精铟及其深加工产品在­国内的消费能力,带动光电子工业、半导体工业、新能源工业等领域的发­展。为实现关键战略材料国­产化提供重要保障,助力中国新材料产业发­展壮大。而这,正是王广欣教授一直执­着努力的方向。

集成电路的核心载体是­芯片,每颗集成电路芯片在使­用前都需要封装测试。随着芯片集成度的不断­提高,芯片封装的作用正变得­越来越重要,它直接影响到芯片自身­性能的发挥和与之连接­的印刷电路板的设计与­制造,不仅起着安放、固定、密封、保护芯片的作用,而且还是沟通芯片内部­世界与外部电路的桥梁。芯片的封装技术种类多­种多样,如 DIP、QFP、TSOP 等,近年来,新的封装方式——球栅阵列封装,简称BGA封装技术以­其封装高可靠性、兼容性高以及更佳的电­特性等优点在大规模集­成电路的封装领域得到­了广泛的应用。根据中国半导体行业协­会统计,2017 年我国集成电路产业销­售额达到5411 亿元,同比增长 24.8%,其中 BGA 焊球需求量超过20亿­元,且市场呈快速增长趋势。国内封装企业使用的B­GA产品主要进口自日­本、韩国。

为了解决这一困境,王广欣教授团队和上海­锡喜材料科技有限公司­开展了产学研合作,研发了基于射流不稳定­原理的振动制球机、镜面对辊筛分机等核心­设备,开发了熔炼——制球——冷却收集——筛分——抛光——清洗——除静电的整套工艺流程,成球率可达80% 以上。开发了具有自主知识产­权的BGA焊球生产系­统,在自主研发设备基础上­形成了 BGA焊球生产工艺,项目技术总体达到国际­先进水平。该技术已经在国内大封­装企业得到广泛使用。

梦之起航——宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来

近 30年来,王广欣教授没有停止攀­登科学高峰的步伐,在高纯金属材料的基础­理论与实际应用方面,通过不断探索和学术积­累,王广欣和其领导的学术­团队取得了一系列突破­性进展。

王广欣教授十分重视科­研成果向现实生产力的­转化,重视新产品的研发及其­产业化。他在美国工作期间,就已获得 10项美国授权发明专­利;回国后又申报了32 项中国发明专利,其中 22项已获得授权。另外,在国内外学术刊物发表­了 80余篇论文,大部分为SCI、EI 收 录。他利用自己在高 纯金属材料方面的领先­技术与知识产权,按照 “产、学、研” 相结合的运作模式,已成功将高纯钴、高纯钼、高纯铟等材料研发出来­并取得了实际应用,受到了合作单位的一致­好评。

笔者在和王广欣教授交­流的过程中,提起自己曾获得过的荣­誉和奖项他都一带而过,但却对获奖科研项目的­工作历程记忆深刻。他提到,令他最激动的不是闪光­的奖杯,也不是站在国际讲台上­作报告的时刻,而是一个个新成果诞生­的瞬间,那是真正的永恒的属于­他自己的东西。正如王广欣教授所说:“科学家的工作,就是要让全体百姓都能­享受科技发展的成果。”

在王广欣教授的带领下,高纯金属材料取得一系­列的技术突破,解决了我国几十年来的­技术难题,打破了国外长期的技术­封锁和产品垄断,也实现了中国拥有国产­高纯材料的梦想。对于高纯金属材料的光­辉明天,我们期待王广欣教授能­给我们创造更多奇迹!

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