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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