【中國科學(xué)報】高性能氧化鋅磁控濺射靶材產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊 “用戶認(rèn)可不遜于實(shí)驗(yàn)室新發(fā)現(xiàn)”
文章來源:寧波材料技術(shù)與工程研究所 | 發(fā)布時間:2019-06-06 | 【打印】 【關(guān)閉】
■本報記者 沈春蕾
“聽說北京冬奧會國家速滑館‘冰絲帶’Low-E幕墻玻璃生產(chǎn)使用了我們的靶材?”
“是的?!z帶’項(xiàng)目最大難點(diǎn)在于同時滿足可見光的高透性和好的熱加工性能,我們特制的雙銀可鋼的Low-E玻璃用了你們的靶材達(dá)到了上述的效果。Low-E玻璃表面的鍍膜層具有對可見光高透過及對紅外線高反射的特性,具有優(yōu)異的建筑節(jié)能效果和良好的透光性,國內(nèi)能開發(fā)出這樣靶材的公司寥寥無幾?!?
“你們說話是最靠譜的,技術(shù)是最過硬的。”
“好材料如同千里馬,好技術(shù)如同好騎手。強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合?!?
……
每次收到客戶的認(rèn)可,中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所(以下簡稱寧波材料所)研究員楊曄總會仔細(xì)地保存下來,對他來說這些認(rèn)可不遜于在實(shí)驗(yàn)室里的新發(fā)現(xiàn)。
這些年從事成果轉(zhuǎn)化工作,讓楊曄從實(shí)驗(yàn)室里少言寡語的科研人員轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)型談判專家,他告訴《中國科學(xué)報》:“我現(xiàn)在花不少精力協(xié)助銷售團(tuán)隊做市場和銷售,但技術(shù)仍是我與客戶溝通的橋梁,先讓客戶認(rèn)可我們的技術(shù),然后認(rèn)可我們的團(tuán)隊,進(jìn)而把訂單交給我們?!?
小而美、小而精的材料
5月30日,記者來到寧波材料所高性能氧化鋅磁控濺射靶材產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目基地,看到一根根空心圓柱狀的鍍膜靶材,井然有序地擺在生產(chǎn)靶材的車間。楊曄向記者介紹道:“靶材支撐下游千億規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。”
根據(jù)中國電子材料行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,2016年全球高純?yōu)R射靶材市場規(guī)模約113.6億美元,其中平板顯示(含觸控屏)用靶材38.1億美元、半導(dǎo)體用靶材11.9億美元、太陽能電池用靶材23.4億美元、記錄媒體靶材33.5億美元。到2020年,全球高純?yōu)R射靶材市場規(guī)模將超過160億美元,年復(fù)合增長率達(dá)13%。
近年來,磁控濺射靶材是國家鼓勵和發(fā)展的新材料產(chǎn)業(yè)。此前,一方面,由于我國高端靶材一直受制于人,存在產(chǎn)業(yè)安全的隱患,急需破解高致密度、高純度、摻雜均勻、晶粒細(xì)小均勻、高電導(dǎo)率、高綁定率靶材的制備技術(shù)難題;另一方面,靶材行業(yè)缺乏理解、引領(lǐng)客戶需求且懂新材料應(yīng)用的專業(yè)化研發(fā)支撐隊伍。
楊曄指著地上一粗一薄兩個靶材樣品,考起了記者:“厚的是我們要交給客戶的產(chǎn)品,薄的是客戶使用完退還我們重復(fù)加工的靶材,靶材之所以從厚變薄,消失的材料去哪里了呢?”
隨后,楊曄解釋道,磁控濺射的工作原理簡單說就是利用磁場與電場交互作用,氬離子轟擊靶材表面,同時也把動能傳導(dǎo)進(jìn)去,隨后靶材表面的原子就被轟擊出來,從不同角度飛向基片,在其表面凝集沉積形成一層薄膜。
“這層薄膜非常薄,往往都在納米量級,是人類肉眼看不見的,而一支10毫米厚的靶材所鍍的薄膜面積可達(dá)幾萬甚至十幾萬平方米,鍍膜后產(chǎn)生的價值遠(yuǎn)超過靶材本身的價值,靶材起的作用非常關(guān)鍵,所以我常將靶材稱為小而美、小而精的材料?!睏顣险f,“別小看這些薄膜材料,它們是很多功能器件得以大顯神威的核心材料?!?
從0到1,從1到100
2006年,楊曄博士畢業(yè)后來到寧波材料所工作,在研究員宋偉杰的帶領(lǐng)下組建團(tuán)隊,開始從事氧化鋅磁控濺射靶材的研發(fā)。他回憶道:“我們花了5年時間成功研制出大尺寸高性能氧化鋅平面靶材?!?
2012年,楊曄所在的科研團(tuán)隊掌握了氧化鋅平面靶材批量制備技術(shù),開始尋求產(chǎn)業(yè)化的出路。“我們在實(shí)驗(yàn)室完成了從0到1的過程,這是一個從無到有的過程,固然令人興奮,但從1到100則需要實(shí)現(xiàn)從科研到產(chǎn)業(yè)化的跨越,還有很長一段路需要堅持走下去。
于是,由寧波材料所參與共建的寧波森利電子材料有限公司于2014年成立,公司很快就建成了一條氧化鋅靶材中試生產(chǎn)線,推動實(shí)驗(yàn)科研成果實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)化。
楊曄告訴記者:“在實(shí)驗(yàn)室里,我們不僅突破了多項(xiàng)技術(shù)難點(diǎn),還研制出第一塊2英寸的磁控濺射靶材,在中試階段,我們先后解決了從小尺寸到大尺寸、從小規(guī)模到大規(guī)模、工藝從復(fù)雜到簡單以及如何提升生產(chǎn)效率等一系列的問題?!?
這期間,寧波材料所高性能氧化鋅磁控濺射靶材產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊還先后參加了多個創(chuàng)業(yè)大賽,引起寧波地方政府的高度關(guān)注,并得到了相關(guān)產(chǎn)業(yè)化的支持,最終促成了寧波森利電子材料有限公司的成立。
面對客戶的需求,團(tuán)隊開始了技術(shù)革新。2016年,團(tuán)隊建成一條氧化鋅旋轉(zhuǎn)靶材生產(chǎn)線,這時候靶材也從片狀變成記者所見到的圓柱狀?!靶D(zhuǎn)靶材比片狀靶材濺射更均勻,也提升了鍍膜的生產(chǎn)效率。”楊曄向記者解釋了靶材形狀變化的根源。
贏得國內(nèi)外客戶青睞
截至2019年5月,有一家客戶使用寧波森利電子材料有限公司多批次靶材累計鍍膜面積600萬平方米、相關(guān)鍍膜產(chǎn)品銷售額超2億元,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
“我一開始都不知道怎么跟客戶交流。”楊曄如今仍記得自己最開始跑業(yè)務(wù)時的窘境,“那就聊技術(shù)吧,技術(shù)我在行,企業(yè)也能聽懂,一來二去就會要求試用樣品,用一陣子就會直接下訂單?!?
2018年,高性能氧化鋅磁控濺射靶材產(chǎn)業(yè)化團(tuán)隊得到中科院STS雙創(chuàng)項(xiàng)目支撐?!耙苍S公司無人知曉,但寧波材料所、中科院,業(yè)內(nèi)都知道,我們也算是有‘后臺’的?!睏顣闲χf道,從2015年以來,寧波森利電子材料有限公司銷售平均增長超過500%,不僅成為多家國內(nèi)客戶的供應(yīng)商,如臺玻集團(tuán)、福耀集團(tuán)、南玻集團(tuán),產(chǎn)品還銷往海外市場。
然而,這一切背后都離不開科研團(tuán)隊有力的技術(shù)支撐和扎實(shí)的技術(shù)攻關(guān)。在宋偉杰的帶領(lǐng)下,團(tuán)隊還針對下游鍍膜客戶所面臨的難題開展技術(shù)攻關(guān),從材料設(shè)計、鍍膜工藝、測試表征等方面提出相應(yīng)的解決方案。
“團(tuán)隊上下都非常給力,公司利用他們提供的詳實(shí)數(shù)據(jù)與客戶對話,贏得了客戶們的信任,有力地支撐了公司的產(chǎn)品銷售?!眻F(tuán)隊成員之一蘭品軍于2014年受寧波材料所委派,進(jìn)入寧波森利電子材料有限公司,開展氧化鋅磁控濺射靶材的產(chǎn)業(yè)化工作。
“由于客戶鍍膜產(chǎn)線的設(shè)備更新,旋轉(zhuǎn)靶材逐漸替代平面靶材成為一種趨勢,因此能否在較短的時間里盡快開發(fā)出旋轉(zhuǎn)靶材關(guān)乎公司的生死存亡。這項(xiàng)重任就落到了蘭品軍身上?!睏顣嫌X得蘭品軍是一位非常敬業(yè)的技術(shù)人員,“在研發(fā)過程中,由于靶材加工周期比較長,為了確定新的參數(shù),他經(jīng)常加班到凌晨兩三點(diǎn)才回家,帶領(lǐng)工人一起徹底解決了許多‘卡脖子’的工藝問題?!?
正是有這樣一群執(zhí)著的技術(shù)團(tuán)隊,公司已經(jīng)建成了三大生產(chǎn)線:粉末冶金產(chǎn)線、等離子熱噴涂產(chǎn)線、靶材綁定產(chǎn)線。楊曄介紹,未來團(tuán)隊還將利用前期技術(shù)積累,研制面向光電類器件應(yīng)用的多種新型氧化物靶材,進(jìn)一步支撐下游鍍膜產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
?。ㄔ陌l(fā)布于2019年6月6日《中國科學(xué)報》第6版)
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