随着科技不断地发展,中国科技也迅速崛起,不少科技研究都打破了国外技术壁垒。其中,郑州大学科研团队研发的ITO靶材,其关键技术指标达到了国际先进水平。该项技术不仅解决了“卡脖子”问题,实现了ITO靶材制备整体工艺技术自主创新,更是一举打破了日韩企业在该领域的垄断。
那么,这是一个什么样的技术?它的应用都有哪些?这项技术的研究意义又是什么?
这是个什么样的技术?
ITO靶材,又称氧化铟锡材料,是电子产品显示屏所用的关键材料之一。
没有这个关键材料,显示屏的玻璃基材就不透明不导电。ITO靶材用磁控溅射离子束对着靶材进行高速轰击,将其气化溅镀到玻璃基板上,就形成了一层既导电又透明的ITO膜。
2015年至今,郑州大学的何季麟院士团队经过数年的研发,终于成功取得了“平板显示用高性能ITO靶材的关键技术及工程化”项目的成果,实现了中国在高端ITO靶材的制造生产领域从零到有的突破。
在这个领域里,何季麟院士团队研发出关键技术体系,包含:ITO靶材粉体制备、素坯注浆成型、无压氧气氛烧结与靶坯绑定。
这个技术的应用范围有哪些?
从2019年至2021年数据来看,国内ITO靶材市场容量从639吨增长到1,002吨,年复合增长率为25.22%。可见,ITO靶材应用范围较广,这里例举主要的三大领域如下(其他领域不做介绍)。
1、显示屏领域的应用
近几年,随着电子数码产品行业的飞速发展,以阴极射线管(CRT)为主的电脑、电视显示屏占据了市场主流,这对ITO靶材的技术要求也大幅提高。另外,随着LCD、触摸面板和OLED等下游市场需求的快速扩大,国内对高端ITO靶材的需求持续上升。
2、集成电路半导体的应用
在集成电路半导体产业里,硅晶片的制造商对靶材需求大,国内在半导体靶材占比约约 9%。
由于,靶材的结晶粒子直径和均匀性是影响薄膜沉积率的关键因素,因此,半导体对靶材溅射薄膜的品质要求是最苛刻的,要求所制造的靶材具有更好的微观结构(比如:大尺寸、高纯度、低偏析和细晶粒)。
因此,随着需求和要求的不断提高,也会带动高端ITO靶材技术的发展。
3、太阳能电的应用
太阳能电池板的基本成分是薄膜太阳能电池,这里的薄膜也需要用到ITO靶材,在国内太阳能电靶材应用占比约为9%。
而且,国内为了实现2030年达到碳中和的目标,会大力发展新能源(风能和太阳能等)的建设。因此,随着太阳能电的建设越来越多,也将会增加对ITO靶材的需求。
这项技术的研发意义
1、打破技术壁垒,实现超越
在20年前,这项技术是被外国“卡脖子”,其他发达国家不仅实行技术保密,还不卖装备,国内对此项技术更是无材料可查。乃至2018年,国内还没有一家企业能做超过32英寸的靶材,烧不出大号靶材,中国平板显示制造就陷入困境。
因此,何季麟院士团队实现了大尺寸ITO靶材制备关键技术突破,直接打破了国外技术壁垒。为我国建立了ITO靶材制备新型工艺流程,并形成完善的全流程工艺装备体系及控制标准,并实现技术指标达到国际先进水平。
2、改变了日韩企业的垄断局面
之前,由于日韩企业把握着生产制造ITO靶材的技术,所以全球的ITO靶材的生产和销售都集中在日韩企业手里。如今,我国的ITO靶材新技术研发成功,并已经成功应用于世界最大面板企业京东方的高世代TFT线,完全实现国产替代进口,改变了ITO靶材市场格局。
这不仅打破了日韩企业的垄断局面,甚至,由于该项技术的应用,迫使日本ITO靶材大幅降价,降幅75%以上。
3、推进关键材料的国产化进程
我国通过自研的创新技术,不仅实现国产高端ITO的生产与供应,还基于这项技术建立了高水平靶材研发平台与团队,为行业培养了一批骨干人才。
随着技术广泛应用,以及人才的批量培养,进一步推进国内新兴显示产业关键基材的国产化进程,逐步实现关键基材“中国制造”到“中国创造”的转变。
结束语
国内研发的ITO靶材的技术,不仅打破了日韩企业的垄断局面,更是达到了国际领先水平。可以看到,随着国内科技的发展,一些关键技术“卡脖子”的问题,正在一步步地解决。
当然,这离不开国内科研人员的努力,以及国家的大力支持。笔者相信,只要国内科企和科研人员,舍去“买办”思想,丢弃依赖进口技术的习惯,用不了多久就会创造出更多的领先国际的技术。
对此,你怎么看呢?