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  • 综述|高导热氮化硅陶瓷基板研究现状
    摘要:为了减少环境污染、打造绿色经济,高效地利用电力变得越来越重要。电力电子设备是实现这一目标的关键技术,已被广泛用于风力发电、混合动力汽车、LED 照明等领域。这也对电子器件中的散热基板提出了更高的要求,传统的陶瓷基板如 AlN、Al2O3、BeO 等的缺点也日益突出,如较低的理论热导率和较差的力学性能等,严重阻碍了其发展。相比于传统陶瓷基板材料,氮化硅陶瓷由于其优异的理论热导率和良好的力学性能而逐渐成为电子器件的主要散热材料。关键词:半导体 陶瓷基板 氮化硅 热导率然而,目前氮化硅陶瓷实际热导率还远远低于理论热导率的值,而且一些高热导率氮化硅陶瓷(>150 W/(mK))还处于实验室阶段。影响氮化硅陶瓷热导率的因素有晶格氧、晶相、晶界相等,其中氧原子因为在晶格中会发生固溶反应生成硅空位和造成晶格畸变,从而引起声子散射,降低氮化硅陶瓷热导率而成为主要因素。此外,晶型转变和晶轴取向也能在一定程度上影响氮化硅的热导率。如何实现氮化硅陶瓷基板的大规模生产也是一个不小的难题。现阶段,随着制备工艺的不断优化,氮化硅陶瓷实际热导率也在不断提高。为了降低晶格氧含量,首先在原料的选择上降低氧含量,一方面可选用含氧量比较少的 Si 粉作为起始原料,但是要避免在球磨的过程中引入氧杂质 另一方面,选用高纯度的 α-Si3N4 或者 β-Si3N4作为起始原料也能减少氧含量。其次选用适当的烧结助剂也能通过减少氧含量的方式提高热导率。目前使用较多的烧结助剂是 Y2O3-MgO,但是仍不可避免地引入了氧杂质,因此可以选用非氧化物烧结助剂来替换氧化物烧结助剂,如 YF3-MgO、MgF2-Y2O3、Y2Si4N6C-MgO、MgSiN2-YbF3 等在提高热导率方面也取得了非常不错的效果。研究发现通过加入碳来降低氧含量也能达到很好的效果,通过在原料粉体中掺杂一部分碳,使原料粉体在氮化、烧结时处于还原性较强的环境中,从而促进了氧的消除。此外,通过加入晶种和提高烧结温度等方式来促进晶型转变及通过外加磁场等方法使晶粒定向生长,都能在一定程度上提高热导率。为了满足电子器件的尺寸要求,流延成型成为大规模制备氮化硅陶瓷基板的关键技术。本文从影响热导率的主要因素入手,重点介绍了降低晶格氧含量、促进晶型转变及实现晶轴定向生长三种提高实际热导率的方法 然后,指出了流延成型是大规模制备高导热氮化硅陶瓷的关键,并分别从流延浆料的流动性、流延片和浆料的润湿性及稳定性等三方面进行了叙述 概述了目前常用的制备高导热氮化硅陶瓷的烧结工艺现状 最后,对未来氮化硅高导热陶瓷的研究方向进行了展望。关键词:半导体 陶瓷基板 氮化硅 热导率00引言随着集成电路工业的发展,电力电子器件技术正朝着高电压、大电流、大功率密度、小尺寸的方向发展。因此,高效的散热系统是高集成电路必不可少的一部分。这就使得基板材料既需要良好的机械可靠性,又需要较高的热导率。图 1 为电力电子模块基板及其开裂方式。研究人员对高导热系数陶瓷进行了大量的研究,其中具有高热导率的氮化铝(AlN)陶瓷(本征热导率约为320 W/(mK))被广泛用作电子器件的主要陶瓷基材。图 1 电力电子模块基板及其开裂方式但是,AlN 陶瓷的力学性能较差,如弯曲强度为 300~400 MPa,断裂韧性为 3~4 MPam1/2,导致氮化铝基板的使用寿命较短,使得它作为结构基板材料使用受到了限制。另外,Al2O3 陶瓷的理论热导率与实际热导率都很低,不适合应用于大规模集成电路。电子工业迫切希望找到具有良好力学性能的高导热基片材料,图 2 是几种陶瓷基板的强度与热导率的比较,因此,Si3N4 陶瓷成为人们关注的焦点。图 2 几种陶瓷基板的强度与热导率的比较与 AlN 和 Al2O3 陶瓷基板材料相比,Si3N4 具有一系列独特的优势。Si3N4 属于六方晶系,有 α、β 和 γ 三种晶相。Lightfoot 和 Haggerty 根据 Si3N4 结构提出氮化硅的理论热导率在200~300 W/(mK)。Hirosaki 等通过分子动力学的方法计算出 α-Si3N4 和 β-Si3N4 的理论热导率,发现Si3N4 的热导率沿 a 轴和 c 轴具有取向性,其中 α-Si3N4 单晶体沿 a轴和 c轴的理论热导率分别为105 W/(mK)、225W/(mK);β-Si3N4 单晶体沿a轴和c轴方向的理论热导率分别是 170 W/(mK)、450 W/(mK)。Xiang 等结合密度泛函理论和修正的 Debye-Callaway 模型预测了 γ-Si3N4 陶瓷也具有较高的热导率。同时 Si3N4 具有高强度、高硬度、高电阻率、良好的抗热震性、低介电损耗和低膨胀系数等特点,是一种理想的散热和封装材料。现阶段,将高热导率氮化硅陶瓷用于电子器件的基板材料仍是一大难题。目前,国外只有东芝、京瓷等少数公司能将氮化硅陶瓷基板商用化(如东芝的氮化硅基片(TSN-90)的热导率为 90 W/(mK))。近年来国内的一些研究机构和高校相继有了成果,北京中材人工晶体研究院成功研制出热导率为 80 W/(mK)、抗弯强度为 750 MPa、断裂韧性为 7.5MPam1/2 的 Si3N4 陶瓷基片材料,其已与东芝公司的商用氮化硅产品性能相近。中科院上硅所曾宇平研究员团队成功研制出平均热导率为 95 W/(mK),最高可达 120 W/(mK)且稳定性良好的氮化硅陶瓷。其尺寸为 120 mm×120 mm,厚度为 0.32 mm,而且外形尺寸能根据实际要求调整。目前我国的商用高导热 Si3N4 陶瓷基片与国外还是存在差距。因此,研发高导热的 Si3N4 陶瓷基片必将促进我国 IGBT(Insula-ted gate bipolar transistor)技术的大跨步发展,为步入新能源等高端领域实现点的突破。近年来氮化硅陶瓷基板材料的实际热导率不断提高,但与理论热导率仍有较大差距。目前,文献报道了提高氮化硅陶瓷热导率的方法,如降低晶格氧含量、促进晶型转变、实现晶粒定向生长等。本文阐述了如何提高氮化硅陶瓷的热导率和实现大规模生产的成型技术,重点概述了国内外高导热氮化硅陶瓷的研究进展。01晶格氧的影响氮化硅的主要传热机制是晶格振动,通过声子来传导热量。晶格振动并非是线性的,晶格间有着一定的耦合作用,声子间会发生碰撞,使声子的平均自由程减小。另外,Si3N4 晶体中的各种缺陷、杂质以及晶粒界面都会引起声子的散射,也等效于声子平均自由程减小,从而降低热导率。图 3 为氮化硅的微观结构。图 3 氮化硅烧结体的典型微观结构研究表明,在诸多晶格缺陷中,晶格氧是影响氮化硅陶瓷热导率的主要缺陷之一。氧原子在烧结的过程中会发生如下的固溶反应:2SiO2→ 2SiSi +4ON+VSi (1)反应中生成了硅空位,并且原子取代会使晶体产生一定的畸变,这些都会引起声子的散射,从而降低 Si3N4 晶体的热导率。Kitayama 等在晶格氧和晶界相两个方面对影响 Si3N4晶体热导率的因素进行了系统的研究,发现 Si3N4晶粒的尺寸会改变上述因素的影响程度,当晶粒尺寸小于 1μm时,晶格氧和晶界相的厚度都会成为影响热导率的主要因素 当晶粒尺寸大于 1μm 时,晶格氧是影响热导率的主要因素。而制备具有高热导率的氮化硅陶瓷,需要其具有大尺寸的晶粒,因此通过降低晶格氧含量来制得高热导率的氮化硅显得尤为关键。下面从原料的选择、烧结助剂的选择和制备过程中碳的还原等方面阐述降低晶格氧含量的有效方法。1.1 原料粉体选择为了降低氮化硅晶格中的氧含量,要先得从原料粉体上降低杂质氧的含量。目前有两种方法:一种是使用低含氧量的 Si 粉为原料,经过 Si 粉的氮化和重烧结两步工艺获得高致密、高导热的 Si3N4 陶瓷。将由 Si 粉和烧结助剂组成的 Si的致密体在氮气气氛中加热到 Si熔点(1414℃)附近的温度,使 Si 氮化后转变为多孔的 Si3N4 烧结体,再将氮化硅烧结体进一步加热到较高温度,使多孔的 Si3N4 烧结成致密的 Si3N4 陶瓷。另外一种是使用氧含量更低的高纯 α-Si3N4 粉进行烧结,或者直接用 β-Si3N4 进行烧结。日本的 Zhou、Zhu等以 Si 粉为原料,经过 SRBSN 工艺制备了一系列热导率超过 150W/(mK)的氮化硅陶瓷。高热导率的主要原因是相比于普通商用 α-Si3N4 粉末,Si 粉经氮化后具有较少的氧含量和杂质。Park 等研究了原料Si 粉的颗粒尺寸对氮化硅陶瓷热导率的影响,发现 Si 颗粒尺寸的减小能使氮化硅孔道变窄,有利于烧结过程中气孔的消除,进而得到致密度高的氮化硅陶瓷。研究表明,当 Si 粉减小到 1μm 后,氮化硅陶瓷的相对密度能达到 98%以上。但是在 SRBSN 这一工艺减小原料颗粒尺寸的过程中容易使原料表面发生氧化,增加了原料中晶格氧的含量。Guo等分别用 Si 粉和 α-Si3N4 为原料进行了对比试验。研究发现,以 Si 粉为原料经过氮化后能得到含氧量较低(0.36%,质量分数)的 Si3N4 粉末,通过无压烧结制得热导率为 66.5W/(mK)的氮化硅陶瓷。而在同样的条件下,以 α-Si3N4 为原料制备的氮化硅陶瓷,其热导率只有 56.8 W/(mK)。用高纯度的 α-Si3N4 粉末为原料,也能制得高热导率的氮化硅陶瓷。Duan 等以 α-Si3N4 为原料,制备了密度、导热系数、抗弯强度、断裂韧性和维氏硬度分别为 3.20 gcm-3 、60 W/(mK)、668 MPa、5.13 MPam1/2 和 15.06 GPa的Si3N4 陶瓷。Kim 等以 α-Si3N4为原料制备了热导率为78.8 W/(mK)的氮化硅陶瓷。刘幸丽等以不同配比的 β-Si3N4/α-Si3N4 粉末为起始原料,制备了热导率为108 W/(mK)、抗弯强度为 626 MPa的氮化硅陶瓷。结果表明:随着 β-Si3N4 粉末含量的增加,β-Si3N4柱状晶粒平均长径比的减小使得晶粒堆积密度减小,柱状晶体积分数相应增加,晶间相含量减少,热导率提高。彭萌萌等研究了粉体种类(β-Si3N4或 α-Si3N4)及 SPS 保温时间对氮化硅陶瓷热导率的影响。研究发现,采用 β-Si3N4粉体制备的氮化硅陶瓷的热导率比采用相同工艺以 α-Si3N4为粉体制备的氮化硅陶瓷高 15% 以上,达到了 105W/(mK)。不同原料制备的Si3N4材料的热导率比较见表1。表 1 不同原料制备的 Si3N4材料的热导率比较综合以上研究可发现,采用 Si 粉为原料制得的样品能达到很高的热导率,但是在研磨的过程中容易发生氧化,而且实验过程繁琐,耗时较长,不利于工业化生产 使用高纯度、低含氧量的 α-Si3N4粉末为原料时,由于原料本身纯度高,能制备出性能优异的氮化硅陶瓷,但是这样会导致成本增加,不利于大规模生产 虽然可以用 β-Si3N4 取代 α-Si3N4为原料,得到高热导率的氮化硅陶瓷,但是 β-Si3N4的棒状晶粒会阻碍晶粒重排,导致烧结物难以致密。1.2 烧结助剂选择Si3N4属于共价化合物,有着很小的自扩散系数,在烧结过程中依靠自身扩散很难形成致密化的晶体结构,因此添加合适的烧结助剂和优化烧结助剂配比能得到高热导率的氮化硅陶瓷。在高温时烧结助剂与Si3N4表面的 SiO2反应形成液相,最后形成晶界相。然而晶界相的热导率只有 0.7~1 W/(mK),这些晶界相极大地降低了氮化硅的热导率,而且一些氧化物烧结添加剂的引入会导致 Si3N4晶格氧含量增加,也会导致热导率降低。目前氮化硅陶瓷的烧结助剂种类繁多,包括各种稀土氧化物、镁化物、氟化物和它们所组成的复合烧结助剂。稀土元素由于具有很高的氧亲和力而常被用于从 Si3N4晶格中吸附氧。目前比较常用的是镁的氧化物和稀土元素的氧化物组成的混合烧结助剂。Jia 等在氮化硅陶瓷的烧结过程中添加复合烧结助剂 Y2O3-MgO,制备了热导率达到 64.4W/(mK)的氮化硅陶瓷。Go 等同样采用 Y2O3-MgO为烧结助剂,研究了烧结助剂 MgO 的粒度对氮化硅微观结构和热导率的影响。研究发现,加入较粗的 MgO 颗粒会导致烧结过程中液相成分分布不均匀,使富 MgO 区周围的 Si3N4晶粒优先长大,从而导致最终的 Si3N4陶瓷中大颗粒的 Si3N4晶粒的比例增大,热导率提高。然而,加入氧化物烧结助剂会不可避免地引入氧原子,因此为了降低晶格中的氧杂质,可以采用氧化物 + 非氧化物作为烧结助剂。Yang 等以 MgF2-Y2O3为烧结添加剂制备出性能良好的高导热氮化硅陶瓷,发现用 MgF2可以降低烧结过程中液相的粘度,加速颗粒重排,使粉料混合物能够在较低温度(1600℃)和较短时间(3 min)内实现致密化,而且低的液相粘度与高的 Si、N 原子比例有助于 Si3N4 的 α→β 相变和晶粒生长,从而提高 Si3N4 陶瓷的热导率。Hu 等分别以 MgF2-Y2O3和 MgO-Y2O3为烧结助剂进行了对比试验,并探究了烧结助剂的配比对热导率的影响。相比于 MgO-Y2O3,用 MgF2-Y2O3作为烧结助剂时 Si3N4陶瓷热导率提高了 19%,当添加量为 4%MgF2 -5%Y2O3时,能达到最高的热导率。Li 等以 Y2Si4N6C-MgO 代替 Y2O3 -MgO 作为烧结添加剂,通过引入氮和促进二氧化硅的消除,在第二相中形成了较高的氮氧比,导致在致密化的 Si3N4 试样中颗粒增大,晶格氧含量降低,Si3N4 -Si3N4 的连续性增加,使Si3N4 陶瓷的热导率由 92 W/(mK)提高到 120 W/(mK),提高了 30.4%。为了进一步提高液相中的氮氧比,降低晶格氧含量,通常还采用非氧化物作为烧结助剂。Lee 等研究了氧化物和非氧化物烧结添加剂对 Si3N4 的微观结构、导热系数和力学性能的影响。以 MgSiN2 -YbF3 为烧结添加剂,制备出导热系数为 101.5 W/(mK)、弯曲强度为822~916 MPa 的 Si3N4 陶瓷材料。经研究发现,相比于氧化物烧结添加剂,非氧化物 MgSiN2 和氟化物作为烧结添加剂能降低氮化硅的二次相和晶格氧含量,其中稀土氟化物能与 SiO2 反应生成 SiF4,而SiF4 的蒸发导致晶界相减少,同时也会导致晶界相 SiO2 还原,降低晶格氧含量,进而达到提高热导率的目的。不同烧结助剂制备的氮化硅陶瓷热导率比较见表 2,显微结构如图 4所示。表 2 不同烧结助剂制备的 Si3N4材料的热导率比较图 4 氧化物添加剂(a)MgO-Y2O3 和(d)MgO-Yb2O3、混合添加剂(b)MgSiN2 -Y2O3 和(e)MgSiN3 -Yb2O3 、非氧化物添加剂(c)MgSiN2 -YF3 和(f)Mg-SiN2 -YbF3 的微观结构目前主流的烧结助剂中稀土元素为 Y 和 Yb 的化合物,但是有些稀土元素并不能起到提高致密度的作用。Guo等分别用 ZrO2 -MgO-Y2O3和 Eu2O3 -MgO-Y2O3作为烧结助剂,制得了氮化硅陶瓷,经研究发现 Eu2O3 -MgO-Y2O3的加入反而抑制了氮化硅陶瓷的致密化。综合以上研究发现,相比于氧化物烧结助剂,非氧化物烧结助剂能额外提供氮原子,提高氮氧比,促进晶型转变,还能还原 SiO2 起到降低晶格氧含量、减少晶界相的作用。1.3 碳的还原前面提到的一些能高效降低晶格氧含量的烧结助剂,如Y2Si4N6C和 MgSiN2 等,无法从商业的渠道获得,这就给大规模生产造成了困扰,而且高温热处理也会导致高成本。因此,从工业应用的角度来看,开发简便、廉价的高导热 Si3N4 陶瓷的制备方法具有重要的意义。研究发现,在烧结过程中掺杂一定量的碳能起到还原氧杂质的作用,是一种降低晶格氧含量的有效方法。碳被广泛用作非氧化物陶瓷的烧结添加剂,其主要作用是去除非氧化物粉末表面的氧化物杂质。在此基础上,研究者发现少量碳的加入可以有效地降低 AlN 陶瓷的晶格氧含量,从而提高 AlN 陶瓷的热导率。同样地,在 Si3N4 陶瓷中引入碳也可以降低氧含量,主要是由于在氮化和后烧结过程中,适量的碳会起到非常明显的还原作用,能极大降低 SiO 的分压,增加晶间二次相的 N/O 原子比,从而形成双峰状显微结构,得到晶粒尺寸大、细长的氮化硅颗粒,提高氮化硅陶瓷的热导率。Li 等用 BN/石墨代替 BN 作为粉料底板后,氮化硅陶瓷的热导率提升了 40.7%。研究发现,即使 Si 粉经球磨后含氧量达到了 4.22%,氮化硅陶瓷的热导率依然能到达 121 W/(mK)。其原因主要是石墨具有较强的还原能力,在氮化的过程中通过促进 SiO2 的去除,改变二次相的化学成分,在烧结过程中进一步促进 SiO2 和 Y2Si3O3N4 二次相的消除,从而使产物生成较大的棒状晶粒,降低晶格氧含量,提高 Si3N4 -Si3N4 的连续性。研究表明,虽然掺杂了一部分碳,但是氮化硅的电阻率依然不变,然而最终的产物有很高的质量损失比(25.8%),增加了原料损失的成本。Li 等发现过量的石墨会与表面的 Si3N4 发生反应,这是导致氮化硅陶瓷具有较高质量损失比的关键因素。于是他们改进了制备工艺,采用两步气压烧结法,用 5%(摩尔分数) 碳掺杂 93%α-Si3N4 -2%Yb2O3 -5%MgO 的粉末混合物作为原料进行烧结实验。结果表明,碳的加入使 Si3N4 陶瓷的热导率从 102 W/(mK)提高到 128 W/(mK),提高了 25.5%。在第一步烧结过程中,碳热还原过程显著降低了氧含量,增加了晶间二次相的N/O比,在半成品 Si3N4样品中,有Y2Si4O7N2第二相出现,β-Si3N4 含量较高,棒状 β-Si3N4 晶粒较大。在第二步烧结过程中,第二相Y2Si4O7N2与碳反应生成了 YbSi3N5,极大降低了晶格氧含量,得到了较粗的棒状晶粒和更紧密的 Si3N4 -Si3N4 界面,使得 Si3N4 陶瓷的热导率有了显著的提升,所制备的Si3N4 的 SEM 图如图 5 所示。图 5 最后的Si3N4陶瓷样品抛光表面和等离子刻蚀表面的 SEM 显微照片:(a)SN 和(b)SNC 的低倍图像 (c)SN 和(d)SNC 的高倍图像在制备高导热氮化硅陶瓷中加入碳是降低晶格氧含量的有效方法,该方法对原料含氧量和烧结助剂的要求不高,降低了高导热氮化硅陶瓷的制备成本,随着技术的不断改进,有望在工业化生产中得到应用。02晶型转变、晶轴取向的影响2.1 晶型转变对热导率的影响及改进方法β-Si3N4因为结构上更加对称,其热导率要高于 α-Si3N4。在高温烧结氮化硅陶瓷的过程中,原料低温相 α-Si3N4会经过溶解-沉淀机制转变为高温相 β-Si3N4,但是在烧结过程中晶型转变并不完全,未转变的 α-Si3N4会极大地影响氮化硅陶瓷的热导率。为了促进晶型转变,得到更高的 β/(α + β)相比,目前比较常用的方法是:(1)在烧结制度上进行改变,如提高烧结温度和延长烧结时间及后续的热处理等 (2)在α-Si3N4中加入适量的 β-Si3N4棒状晶粒作为晶种。图6为加入晶种后氮化硅陶瓷的双模式组织分布。图 6 加入晶种后 β-Si3N4陶瓷的双模式组织分布Zhou 等探究了不同的烧结时间对氮化硅陶瓷热导率、弯曲强度、断裂韧性的影响。由表 3 可见,随着烧结时间的延长,氮化硅陶瓷的热导率逐渐升高。这主要是由于随着溶解沉淀过程的进行,晶粒不断长大,β-Si3N4含量不断增加,晶格氧含量降低。童文欣等研究了烧结温度对 Si3N4热导率的影响,发现经 1600℃烧结后的样品既含有 α 相又含有 β 相。在烧结温度升至 1700℃及 1800℃后,试样中只存在 β 相。随着烧结温度的升高,样品热导率呈现增加的趋势,可能是晶粒尺寸增大、液相含量降低以及液相在多晶界边缘处形成独立的“玻璃囊”现象所致。表 3 不同烧结时间下Si3N4的性能比较Zhu 等发现在烧结过程中加入 β-Si3N4作为晶种,能得到致密化程度和热导率更高的氮化硅陶瓷。为了进一步促进晶型转变,得到大尺寸的氮化硅晶粒,可以采用 β-Si3N4代替α-Si3N4为起始粉末制备高导热氮化硅陶瓷。梁振华等在原料中加入了 1%(质量分数)的棒状 β-Si3N4颗粒作为晶种,氮化硅陶瓷的热导率达到了 158 W/(mK)。刘幸丽等探究了不同配比的 β-Si3N4/α-Si3N4对氮化硅陶瓷热导率和力学性能的影响,结果表明,当原料中全是 β-Si3N4时氮化硅陶瓷有最高的热导率,达到了108 W/(mK),但是抗弯强度也降低。综合以上研究发现,适当提高烧结温度和延长烧结时间都能在一定程度上促进晶型转变 加入适量的 β-Si3N4晶种用来促进晶型转变可以在较短的时间内提高 β/(α+β)相比,使晶粒生长更加充分,得到高热导率的氮化硅陶瓷。2.2 晶轴取向对热导率的影响及改进方法由于 c 轴的生长速率大于 a 轴,各向异性生长导致了 β-Si3N4呈棒状,也导致了其物理性质的各向异性。前面叙述了氮化硅晶粒热导率具有各向异性的特征,β-Si3N4单晶体沿a 轴和c 轴的理论热导率分别为170 W/(mK)、450 W/(mK),因此在成型工艺中采取合适的方法可以实现氮化硅晶粒的定向排列,促进晶粒定向生长。目前能使晶粒定向生长的成型方法有流延成型、热压成型、注浆成型等。在外加强磁场的作用下,氮化硅晶体沿各晶轴具有比较明显的生长差异。这主要是由于氮化硅晶体沿各晶轴方向的磁化率差异,在外加强磁场的作用下,氮化硅晶体会受到力矩的作用,通过旋转一定的角度以便具有最小的磁化能,氮化硅晶粒旋转驱动能量表达式如下:Δχ = χc -χa,b (2) (3)式中:V 是粒子的体积,B 是外加磁场,μ0 是真空中的磁导率,χc 和 χa,b 分别表示氮化硅晶体沿 c 轴和 a,b 轴的磁化率,|Δχ |是晶体沿各晶轴方向的磁化率差值的绝对值。而粒子的热运动能量 U 的表达式为:U=3nN0kB (4)式中:n 是物质粒子的摩尔数,N0 是阿伏伽德罗常数,kB 是玻尔兹曼常数,T 是温度。当 ΔE 大于 U 时,粒子可以被磁场旋转。由图 7 可知,若 c 轴具有较高的磁化率,棒状粒子将与磁场平行排列 若 c 轴的磁化率较低,棒状粒子将垂直于磁场排列。图 7 磁场对晶格中六边形棒状粒子排列的影响示意图:(a)χc > χa,b (b) χc<χa,b 在弱磁性陶瓷成型过程中引入强磁场,可以制备出具有取向微结构的样品。由于氮化硅晶粒沿各轴的磁化率 χc<χa,b可以在旋转的水平磁场中通过注浆成型等技术制备具有 c 轴取向的氮化硅陶瓷,制备原理如图 8 所示。图 8 磁场中制备具有晶轴取向的陶瓷杨治刚等用凝胶注模成型取代了传统的注浆成型,在6T 纵向磁场中制备出具有沿 a 轴或 b 轴取向的织构化氮化硅陶瓷,并研究了烧结温度和保温时间对氮化硅陶瓷织构化的影响规律。结果表明,升高烧结温度促进了氮化硅陶瓷织构化,而延长烧结时间对织构化几乎没有影响。Liang 等在使用热压烧结制备氮化硅陶瓷时,发现氮化硅晶粒{0001}有沿 z 轴生长的迹象,有较强的取向性。这有利于制备高导热的氮化硅陶瓷。Zhu 等在 12T 的水平磁场中进行注浆成型,得到热导率为 170 W/(mK)的高导热氮化硅陶瓷。研究发现,在注浆成型的过程中模具以 5 r/min 的转速旋转形成一个旋转磁场,从而导致 β-Si3N4在凝结过程中具有与磁场垂直的 c 轴取向,c 轴取向系数为0.98。图9 为磁场和模具旋转对棒状氮化硅晶粒取向的影响。图 9 磁场和模具旋转对棒状氮化硅晶粒取向的影响现阶段,在大规模生产中很难实现氮化硅晶粒的取向生长,目前文献报道的定向生长的氮化硅陶瓷仅限于实验室阶段,需要通过合适的方法,在工业化生产中实现氮化硅晶粒的取向生长,这对制备高导热氮化硅陶瓷是极具应用前景的。03陶瓷基片制备工艺3.1 成型工艺由于电力电子器件的小型化,对氮化硅陶瓷基板材料的尺寸和厚度有了更加精细的要求,商业用途的氮化硅陶瓷基板的厚度范围是 0.3~0.6 mm。为了实现大规模生产氮化硅陶瓷基板材料,选择一种合适的成型方法显得尤为重要。目前制备氮化硅陶瓷的成型方法很多,如流延成型、热压成型、注浆成型、冷等静压成型等。但是为了同时满足小型化、精细化的尺寸要求和实现氮化硅晶粒的定向生长,流延成型无疑是实现这一目标的关键。图 10 是流延成型工艺的流程图,下面对流延成型制备氮化硅陶瓷基板材料进行叙述。图 10 流延成型工艺流程图流延成型的浆料是决定素坯性能最关键的因素,浆料包括粉体、溶剂、分散剂、粘结剂、增塑剂和其他添加剂,每一种成分对浆料的性能都有重要影响,并且浆料中的各个组分也会互相产生影响。虽然流延成型相比于其他成型工艺有着独特的优势,但是在实际操作中由于应力的释放机制不同,容易使流延片干燥时出现弯曲、开裂、起皱、厚薄不均匀等现象。为了制备出均匀稳定的流延浆料和干燥后光滑平整的流延片,在保持配方不变的情况下,需要注意浆料的润湿性、稳定性和坯片的厚度等因素。通过流延成型制备氮化硅流延片时,Otsuka 等和Chou 等分别提出了理论液体的流动模型,流延成型过程中流延片厚度 D 与各流延参数的关系如式(5)所示:(5)式中:α 表示湿坯干燥时厚度的收缩系数,浆料的粘度和均匀性对其影响较大 h 和 L 分别表示刮刀刀刃间隙的高度和长度 η 表示浆料的粘度 ΔF 表示料斗内压力,一般由浆料高度决定 v0 表示流延装置和支撑载体的相对速度。为了制备超薄的陶瓷基片,需要在保持浆料的粘度适中和均匀性良好的情况下,适当地调整刮刀间隙和保持浆料的液面高度不变。在有机流延成型中,一般使用共沸混合物作为溶剂,溶解效果更佳,这样就需要保证溶剂对粉体颗粒有很好的润湿性,这与溶剂的表面张力有关,可以用式(6)解释: (6)式中:θ 为润湿角 γsv、γsl、γlv 分别表示固-气、固-液、液-气的表面张力。由式(6)可知,γlv 越小,则 θ 越小,表明润湿性越好。润湿作用如图 11 所示。图 11 润湿作用示意图为了保证流延浆料均匀稳定,需要加入分散剂,其主要作用是使粉体颗粒表面易于润湿,降低粉体颗粒表面势能使之更易分散,并且使颗粒之间的势垒升高,从而使浆料稳定均匀。浆料的稳定性可以通过 DLVO 理论来描述:UT=UA+UR (7)式中:UA 为范德华引力势能 UR 为斥力势能。当 UR大于 UA时,浆料稳定。为了保证浆料的均匀稳定,分散剂的用量也要把控。若用量过多,则产生的粒子很容易粘结,不利于获得珠状颗粒 若用量过少,容易被分散成小液滴,单体不稳定,随着反应的进行,分散的液滴也可能凝结成块。Duan 等先采用流延成型工艺制备了微观结构均匀、相对密度达 56.08%的流延片,然后经过气压烧结得到了相对密度达 99%、热导率为 58 W/(mK)的氮化硅陶瓷。Zhang等采用流延成型工艺和气压烧结工艺制备了热导率为 81W/(mK)的致密氮化硅陶瓷。研究发现分散剂(PE)、粘结剂(PVB)、增塑剂/粘结剂的配比和固载量分别为 1.8%(质量分数)、8%(质量分数)、1.2、33%(体积分数)时能得到最高的热导率。张景贤等先通过流延成型制备 Si 的流延片,然后通过脱脂、氮化、烧结制备出热导率为 76 W/(mK)的氮化硅陶瓷。目前关于流延成型制备的氮化硅陶瓷热导率还不高,远低于文献报道的水平(>150 W/(mK)),通过改善工艺、优化各组分的配比,制备出均匀稳定、粘度适中、润湿性良好的浆料,是大规模制备高导热氮化硅陶瓷的关键。3.2 烧结工艺目前,制备氮化硅陶瓷的主要烧结方法有气压烧结、反应烧结重烧结、放电等离子烧结、热压烧结等,每种方法各有优劣,下面对一些常用的烧结方法进行简要概述。气压烧结(GPS)能在氮气的氛围中通过加压、加热使氮化硅迅速致密,促进 α→β 晶型的快速转变,有助于提高氮化硅陶瓷的热导率。Li 等以 α-Si3N4为原料,通过两步气压烧结法,制备了高导热的氮化硅陶瓷。先将混合粉末在1 MPa的氮气压力下加热到 1500℃ 烧结 8h,然后在 1900℃下烧结 12h,通过两步气压烧结的反应,极大促进了 α→β-Si3N4的晶型转变,氮化硅陶瓷的热导率达到了128 W/(mK)。Kim 等采用气压烧结的方法在 0.9 MPa 的氮气氛围中加热到 1900 ℃,保温 6h,最后得到的氮化硅陶瓷的热导率为 78.8 W/(mK)。Li 等用 Y2Si4N6C-MgO 为烧结助剂,采用气压烧结方法制备了热导率为 120 W/(mK)的氮化硅陶瓷。放电等离子烧结(SPS)工艺是一种实现压力场、温度场、电场共同作用的试样烧结方式,具有升温速率快、烧结温度低、烧结时间短等优点。Yang 等以 MgF2-Y2O3为烧结添加剂,采用 SPS 工艺制备了热导率为 76 W/(mK)、抗弯强度为 857.6 MPa、硬度为 14.9 GPa、断裂韧性为 7.7 MPam 1/2的Si3N4陶瓷。实验表明,由于外加电场的作用,颗粒之间容易滑动,有利于颗粒间的重排,从而得到大晶粒颗粒,使Si3N4在较低温度下达到较高的致密化。Hu 等通过 SPS工艺,以 MgF2-Y2O3和 MgO-Y2O3为烧结添加剂,制备了热导率为 82.5 W/(mK)、弯曲强度为(911±47) MPa、断裂韧性为(8.47±0.31) MPam1/2的Si3N4陶瓷材料。SPS 工艺还可以解决上文提到的以 β-Si3N4为原料制备氮化硅陶瓷难烧结致密的问题。彭萌萌等采用 SPS 工艺在 1600℃ 下烧结5 min,然后在 1900℃ 下保温 3h,获得了致密的氮化硅陶瓷,其热导率高达 105 W/(mK)。Liu 等以不同配比的β-Si3N4 /α-Si3N4粉末为起始原料,采用 SPS 和热处理工艺成功制得致密度高达 99%的高导热氮化硅陶瓷。烧结反应重烧结(SRBSN)由于是以 Si 粉为原料经过氮化得到多孔的 Si3N4 烧结体,进而再烧结形成致密的氮化硅陶瓷,比一般以商用 α-Si3N4为原料制备的氮化硅陶瓷具有更低的氧含量而受到研究者的青睐。Zhou 等采用 SRBSN工艺制备了热导率高达 177 W/(mK)的 Si3N4 陶瓷。结果表明,通过延长烧结时间,进一步降低晶格氧含量,可以获得更高的导热系数。此外,他们还研究了高导热性 Si3N4陶瓷的断裂行为,发现其具有较高的断裂韧性(11.2 MPam1/2 )。Zhou 等采用 SRBSN 工艺,以Y2O3和 MgO 为添加剂制备了Si3N4陶瓷。研究发现Y2O3 -MgO 添加剂的含量和烧结时间都会影响Si3N4的热导率。当添加剂的含量为 2%Y2O3 -4%MgO 时,在烧结 24 h 后,得到热导率为 156 W/(mK)的Si3N4陶瓷,相比于烧结时间 6h 得到的Si3N4陶瓷(128 W/(mK)),热导率提升了21%。Li 等采用 SRBSN 工艺,以Y2O3-MgO 为烧结助剂制备了热导率高达 121 W/(mK)的 Si3N4 陶瓷。采用其他烧结方式也能制备出高导热的氮化硅陶瓷。Jia 等采用超高压烧结制备出热导率为 64.6 W/(mK)的氮化硅陶瓷。Duan 等以 10%的 TiO2 -MgO 为烧结添加剂,在1780℃下低温无压烧结,制备了热导率为60 W/(mK)的氮化硅陶瓷。Lee 等采用热压烧结工艺制备出热导率为 101.5 W/(mK)的氮化硅陶瓷。综合上述研究可发现,虽然烧结方式不一样,但都可以制备出性能优异的氮化硅陶瓷。在实现氮化硅陶瓷大规模生产时,需要考虑成本、操作难易程度和生产周期等因素,因此找到一种快速、简便、低成本的烧结工艺是关键。04结语Si3N4 陶瓷由于其潜在的高导热性能和优异的力学性能,在大功率半导体器件领域越来越受欢迎,有望成为电子器件首选的陶瓷基板材料。但是有诸多限制其热导率的因素,如晶格缺陷、杂质元素、晶格氧含量、晶粒尺寸等,导致氮化硅陶瓷的实际热导率并不高。目前,就如何提高氮化硅的实际热导率从而实现大规模生产还存在一些待解决的问题:(1)原料粉体的颗粒尺寸对制备性能优异的氮化硅陶瓷有着重要影响,但是在减小粉末粒度的同时也会使颗粒表面发生氧化,引入额外的氧杂质,因此需要在减小粒度的同时避免氧杂质的渗入。(2)目前,烧结助剂的非氧化、多功能化成为研究的热点,选用合适的烧结助剂不仅能促进烧结,减少晶界相,还能降低晶格氧含量,促进晶型转变。因此,高效的、多功能的烧结助剂也是重要的研究方向。(3)为了降低晶格氧含量,在制备过程中加入具有还原性的碳能起到不错的效果。故在氮化或烧结中制造还原性的气氛或添加具有还原性的物质是将来研究的热点。(4)实现氮化硅基板的大规模生产,流延成型是一个不错的选择。可是由于有机物的影响,氮化硅基体的致密度不高,而且流延成型的氮化硅晶粒定向生长不明显,如何实现流延片中的氮化硅颗粒定向生长和提升其致密度必将成为研究热点。
  • 板材成形试验机通过合工大专家组验收
    百若仪器,不断创新,正在为中国金属板材成形工艺方面的研究做出新的贡献。 6月13日,由合肥工业大学组织的《材料工程测试试验平台建设》设备验收专题会,对包括上海百若试验仪器有限公司的BTP-500型金属板材成形试验机进行验收。 合肥工业大学组织,专家组由中科大教授(专家组组长)以及合工大仪器仪表领域知名专家组成的专家组根据技术协议,逐项对设备参数进行检查,验收专家组听取了平台建设项目部的验收报告,进行了现场考察并质询。最后,专家组认为本次《材料工程测试试验平台建设》所需的设备,性能达到或超越考核指标要求,圆满完成了研制任务,一致同意通过验收,并建议提高设备使用率,更好的服务教学和科研工作。 上海百若试验仪器有限公司开发的BTP系列金属板材成形试验机,是一种专用于检测金属板材塑性成形(冲压)性能的试验机系统,是进行板材成形性研究,控制板材轧制质量、设计板材成形模具,合理选用冲压板材的试验设备。BTP系列板材成形试验机主要功能有:杯突试验(Erichsen);拉深试验(Swift);凸耳试验(Earing);锥杯试验(C.C.V);扩孔试验(K.W.I);翻边试验;刚模胀形试验(如选购BVE动态散斑应变测量系统则可以方便的完成FLD试验);液压胀形试验。通过更换试验模具可完成上述试验。试验机满足GB/T 15825-1995相关试验标准。BTP系列板材成形性试验机具有微机控制和单片微机控制两种机型,在控制模式上具有位移控制和负荷控制两种模式,特殊机型还具备变压边力控制方式。控制软件为Windows界面,操作简单,方便易学,可实现对各种试验的全自动控制,并全程显示试验工作参数,输出各种曲线,操作由鼠标和键盘来完成。可实时采集凸模载荷、压边力、位移数据并绘制相应曲线;自动控制并完成各种试验过程;自动显示试验工作状态,包括载荷、位移、压边力等;可绘制任意比例的成形力与凸模位移关系曲线;具备数据库功能,对采集到的试验数据进行管理;具有变压边力试验功能,可根据用户定义的控制点分段实现变压边力成形试验;中文友好人机界面,用户操作方便,一般试验人员可在短时间内掌握;操作安全性高,硬件上采用限位保护和急停开关,在软件上有过负荷保护。
  • 案例解读:警惕进口板材存在二次污染风险
    勒流港毗邻拥有“中国家具材料之都”“中国家具制造重镇”称号的顺德龙江镇,是顺德主要的木材进口口岸之一。据统计,经勒流口岸进口的木材数量呈逐年增长态势,2010年勒流口岸进口木材2538批,达30.8万立方米。比2009年增长10%,比2008年增长近50%。进口的木材板材主要来自东南亚的泰国、马来西亚、印度尼西亚、缅甸以及南美洲的秘鲁、巴西、玻利维亚、巴拉圭等国,进口品种有用于家具制造和家居装饰的橡胶木方和用于制造木地板的二翅豆木方、油楠木木方、香脂木豆木方、重蚁木木方等硬木类木方。 虽然说很多木材板材产品在加工过程中经过脱脂、蒸煮、烘烤及其他防虫、防霉等防疫处理措施,本身携带昆虫的风险较小,但是近期在口岸查验过程中,检验检疫人员还是相继从进口的木材板材中发现多种林木害虫,其中还包括检疫性有害生物,因此进口木材板材携带害虫问题必须引起高度重视。 案例回放 ■ 2011年4月,顺德检验检疫局勒流办事处的检疫人员在对一批进口橡胶木方进行现场检疫时,发现该批原木表面有大小不一的虫孔危害状,检疫人员立刻进行现场剖木,发现害虫若干,并在集装箱底部发现有少量蚂蚁,虫样经实验室鉴定为检疫性有害生物——长小蠹(非中国种)和入侵红火蚁。 ■ 2011年4月,顺德检验检疫局勒流办事处的检疫人员在对一批进口油楠木板材进行现场检疫时,发现该批油楠木板材表面有些虫孔,并伴有少量虫粉,经解剖发现该板材内部被虫蛀的千疮百孔,截获大量的鞘翅目幼虫和成虫,经实验室鉴定为被称为木材“克星”的检疫性有害生物——双钩异翅长蠹。 ■ 2011年5月,顺德检验检疫局勒流办事处的检疫人员在对一批进口的香脂木豆木方进行现场检疫时,发现该货物的木质包装表面有少量虫粉。检疫人员立刻进行现场剖木,发现活虫若干,虫样经送实验室鉴定为长蠹和粉蠹。 案情分析 为防止有害生物传入,顺德检验检疫局工作人员严格按照有关要求对上述带有疫情的进口木材板材进行了有效的检疫除害处理。据了解,从顺德勒流口岸入境的木材板材都持有官方出具的植物检疫证书,表明在入境前均作了检疫除害处理,何以相继截获多种害虫?这种情况引起检疫部门的高度重视,经专业人员分折出现上述情况的原因可能有以下四点: 一是部分木材板材虽然入境前做了检疫除害处理,但是由于木材板材存放的时间较长或者船期较长,导致二次污染。如案例1中发现的长小蠹(非中国种)。 二是可能与木材板材检疫除害处理时投药仅是表层投药或者是投药量明显不足,造成不能完全杀死板材内部的虫卵而导致害虫再次危害等相关。如案例2中发现的双钩异翅长蠹。 三是木材板材虽然本身经过了有效的检疫除害处理,但是对于其包装材料则使用了一些劣质的木质包装而导致害虫危害。如案例3中发现的长蠹和粉蠹。 四是木材板材虽然经过了有效的检疫除害处理,但是其在装货的过程中未做好检疫防控,导致其他有害生物被携带入境。如案例1中发现的入侵红火蚁。 相关建议 口岸检疫部门不能因为木材板材产品在加工过程中经过脱脂、蒸煮、烘烤及其他防虫、防霉等防疫处理措施,其检疫风险较小而麻痹大意。口岸检疫部门要做好以下几点,才能有效防止有害生物传入我国,保护我国的农林业生产安全: 认真做好进境木材板材的证书核查工作。所有进口木材须附有输出国家或地区官方检疫部门出具的植物检疫证书。无证书的不准入境。 切实加强进境木材的口岸检疫查验工作。必须严格按照国家质检总局关于加强进口原木和木片检疫监管工作的通知和相关要求,做好口岸的检疫查验工作。 加强检疫除害处理工作。查验过程中发现有害生物的,必须做有效的除害处理;无法做除害处理的,作退运处理。各口岸检疫除害处理部门要加强检疫除害技术和方法的研究,确保检疫处理有效和监管到位。 开展木材有害生物的监测和风险分析,做到突出口岸查验重点,防范于未然。 发现有害生物、有毒有害物质或违规情况的,应及时按有关规定和程序报送上级部门。
  • 业内人士提醒装修控制甲醛 减少板材使用量
    “明明说在家中敞放3~5天,药剂就会吸收空气中的甲醛变成红色,结果放了一个星期还没变色!”市民郭女士把两盒某国外品牌的甲醛清除剂狠狠地扔进了垃圾篓。至今她都没弄明白,到底是药剂不合格,还是家中甲醛根本就没超标?  低碳生活、健康环保的意识逐渐深入人心,但就像郭女士一样,大多数装了新房或买了新家具的市民想祛除室内污染,却感到无从下手:绝大多数室内环境检测和治理公司都不具备CMA认证的检测资质,而专业治理公司又缺乏监管鱼目混杂,让人无从选择。面对新家里游荡的那些甲醛,我们到底可以做些什么呢?  装修板材越多,甲醛污染越严重  这几天,位于二环南二段的某家具城热闹非凡,由于店庆,许多产品都打折销售,而打着环保旗号的产品则成为主流。“环保家具”、“环保材料”等标识,充斥着热闹的卖场。而这种景象在各大家具装饰城都很常见。  这些家具真的都是环保的吗?业内人士介绍,家具是否环保,主要体现在制造家具的人造板材的环保级别上,不同级别的板材中游离甲醛的含量不同。一般而言,人造板材根据其中游离甲醛的含量划分为E0、E1、E2三个级别,E0级板材的游离甲醛含量≤0.5毫克/升,E1级则≤1.5毫克/升,E2级则≤2.5毫克/升。所谓环保家具,只是甲醛含量相对较低,而并非没有。  “因此,越豪华的装修使用的板材越多,污染也就越严重。”成都青草地环保公司负责人李元婕说,国外对室内装修中板材的使用有限量要求,如E1级板材的使用量不能超过室内面积的三分之一,否则即使板材本身合格,室内空气也会被污染。通常一个大衣柜耗材6~8平方米,一个15平方米房间最好只放一个这样的衣柜。  业内人士提醒,对室内环境污染问题,要从源头控制,即在新装修房屋时,尽量选好所用板材的质量,控制好板材的用量。  甲醛是否超标 要对照标准  那么,对于已经竣工或已完成装修的房屋,到底该如何判定其是否存在室内环境污染呢?  中国测试技术研究院化学所工程师余海洋介绍,判定家中室内环境是否有污染,一是看房屋竣工验收时是否符合原建设部制定的《民用建筑工程室内环境污染控制规范》,二是对现有居住房屋进行检测,其依据的标准除原国家质检总局、卫生部和原环保总局制定的《室内空气质量标准》外,还有该院新制定、由四川质量技术监督局颁布的《室内主要挥发性有机化合物限量》。  “室内空气污染物不仅有甲醛,还有如苯、甲苯等有机物,而且许多是致癌物质。”余海洋说,要保证家中空气没有污染,就要针对各种常见污染物进行检测。  专家建议,市民在检测家中环境是否污染时,也可自己查询上述标准,予以对照。而不可在没有确定是否污染时,就盲目地购买各种化学药剂进行清除,以免造成浪费或其他危害。  同时,由于板材的种类越来越多,其所释放的污染物质可能没有包含在原有检测标准中。这也使得从源头上控制室内环境污染面临困难。
  • 岛津试验机助力聚丙烯(PP)挤塑板材力学性能测试
    PP塑料板材的新标准GB/T 39937-2021塑料制品 聚丙烯(PP)挤塑板材 要求和试验方法 于2021年3月发布,10月1日正式实施。 标准规定了不含填料和增强材料的聚丙烯均聚物(PP-H)和聚丙烯共聚物(PP-B和PP-R)的挤塑板材的性能要求和试验方法。标准适用于厚度为0.5 mm~40 mm 的PP板材,也适用于卷材形式的板材。 纯PP板:密度小,易焊接和加工,具有优越的耐化性,耐热性及耐冲击性、无毒、无味是符合环保要求之工程塑料之一。主要颜色有白色,微机色,其它颜色也可按客户要求定做。 应用范围:耐酸碱设备,环保设备,废水、废气排放设备用,洗涤塔,无尘室,半导体厂及其相关工业之设备,也是制造塑料水箱的首选材料,其中PP厚板材广泛用于冲压板,冲床垫板等。 塑料板材力学性能测试,岛津试验机系列产品助您大显身手:拉伸试验部分使用手动楔形夹具(该夹具有自锁紧功能)。弯曲试验部分选用塑料三点弯曲标准夹具(R5压头)。 拉伸试验中,使用50mm/min的速率,配合大变形引伸计。弯曲试验选择2mm/min的速率,使用横梁位移(或挠度计)测试其弯曲模量。 手动楔形夹具可以应对此类塑料板材试验。断点正常,防止打滑现象。三点弯曲试验可以使用岛津的塑料三点弯曲夹具进行测试;如需更精确测量样品弹性模量,建议使用挠度计测量样品弯曲变形。 岛津试验机助力聚合物新材料力学行性能测试!
  • 这波操作用麻类吸收土壤重金属,再做成无甲醛板材
    近日,记者从中国农业科学院麻类研究所获悉,由该所牵头的国家重点研发计划项目“韧皮纤维作物在土壤可持续修复和工业用生物原料生产中的研究与应用”取得重要研究进展,不仅筛选出高吸收重金属的韧皮纤维作物品种,还将其作为生物基原料,应用到工业建筑材料领域,初步构建起韧皮纤维作物对重金属污染土壤从修复到加工的全产业链利用路径,为解决重金属污染土壤植物修复利用中的瓶颈问题提供思路。据介绍,在重金属污染土壤种植韧皮纤维作物不仅可以对污染农田进行修复,还可以对非耕地进行有效利用。然而在重金属污染土壤植物修复领域的研究实践中,富集重金属的作物秸秆一直是个处理难点,焚烧掩埋的做法不仅不能将重金属从土壤中完全带走,且有违绿色环保持续修复的理念。亚麻、红麻和工业大麻等韧皮纤维作物具有栽培适应性广泛的特点,重金属吸附能力突出且不进入人体食物链,同时作为多用途、多功能作物,可以为传统和创新型的工业产业提供纤维类生物质原材料。生长在镉砷复合污染农田中的红麻科研人员从品种筛选试验中得到的抗逆品种里选取了高富集重金属抗性较强的亚麻、红麻和工业大麻品种,在湖南、浙江和云南等地进行了修复效果试验和示范。研究发现,韧皮纤维作物对镉、镍、铅、锑这4种重金属元素均具有较强的耐受能力,对铜和锌的耐受能力较差。亚麻更适合对锑的移除,红麻更适合镉和镍的移除,工业大麻则对铅具有较好的移除效果。科研人员研究解析了韧皮纤维作物富集和转运重金属元素的机理,并筛选出高吸收重金属品种。添加不同程度红麻纤维的水泥砂浆抗裂效果展示针对土壤可持续修复过程中获得的工业大麻、亚麻、红麻等韧皮纤维作物茎秆(干物质),科研人员充分利用其纤维强度高、秸秆芯轻质特性,提出一种规模化、工业化、无害化、高值化的利用方式——研究开发基于韧皮纤维作物茎秆的轻质抗裂砂浆,并建立适于大规模生产的全套产业路径和配套施工技术方法。科研人员研究了韧皮纤维作物轻质抗裂砂浆的物理力学与微观性能,优选出能够满足不同工程需求的韧皮纤维作物轻质抗裂砂浆,研发了基于韧皮纤维作物秸秆芯的3D打印建筑材料,实现了麻类秸秆在传统建材与新型建材、传统施工与智能建造等领域的应用。基于韧皮纤维的3D打印新型建筑材料通过从原料至成品的完整产业化试验,探索亚麻、红麻和工业大麻三种不同的韧皮纤维作物的麻骨和麻皮,分别用作制备无甲醛环保人造板材和轻型纤维板材的工艺以及装备要求。通过企业参与,依托上海众伟生化有限公司和湖南艾布鲁环保科技股份有限公司分别研发了麻骨生物基无甲醛板材和韧皮纤维生物基大豆胶环保板材,经检测板材均不含有毒重金属元素,达到市场要求,为环保无甲醛麻骨制板材和韧皮纤维轻型板材产业的发展以及对外技术输出和产业落地提供完整的基础方案。基于红麻麻骨的无甲醛板材该研究为推进重金属污染土壤植物修复技术的规模化和生物质复合材料生产的规范化,大幅度提高韧皮纤维作物的附加值奠定了基础,构建起“修复植物规模化种植-土壤修复-生物基新型环保板材”一条完整的修复-生产-加工产业链,有利于促进韧皮纤维作物种植产业、加工产业、建筑材料产业、生物纤维板材料产业等环保产业的发展。项目主持人为中麻所郭媛研究员,浙江省园林植物与花卉研究所、山东农业大学、上海众伟生化有限公司和湖南艾布鲁环保科技股份有限公司等单位共同参与本项目研究。(图片提供:中国农业科学院麻类研究所)
  • 山东金属板材产品质检中心获准在博兴筹建
    日前,山东省质监局发文同意依托博兴县质检所筹建山东省金属板材产品质量监督检验中心。  近年来,博兴县复合板、彩涂板、镀锌板等板材生产发展迅速,加工企业达到50余家,年生产能力530多万吨,实现销售收入56亿元,批发市场经营业户发展到300多家,年吞吐量达到180多万吨,交易额100多亿元,已成为我国长江以北最大的板材加工企业聚集地和板材交易集散地。山东省金属板材质检中心的获准筹建将为当地板材业提供有力的技术支撑。
  • 3项不锈钢板材国家标准通过审定
    2013年12月27日,在北京召开的全国钢标准化技术委员会钢板钢带分技术委员会标准审定会上,由太钢主持修订的3项不锈钢板材国家标准GB/T3280《不锈钢冷轧钢板和钢带》、GB/T4237《不锈钢热轧钢板和钢带》和GB/T4238《耐热钢钢板和钢带》顺利通过审定,与会专家认定三大标准已达到国际先进水平。  2007年以来,国内主要不锈钢企业的装备和工艺水平大幅度提升,出现了大量新的不锈钢板材牌号和规格,原有的不锈钢标准已经不能适应当前不锈钢的发展需要。2012年5月,太钢向全国钢标准化技术委员会提出修订3项不锈钢板材国家标准的立项申请,并于2013年1月获准立项。为圆满完成此次标准修订任务,太钢成立了标准修订小组,在广泛征求业内企业、专家和用户意见的基础上,进行了大量试验论证,形成标准修订草案。  据悉,新标准纳入目前广泛使用和发展前景较好的不锈钢牌号,扩充了规格范围和表面种类,修订了成分、性能和尺寸公差,保持了我国不锈钢标准的现有格局,助推与国外先进不锈钢标准进一步接轨。文章转载自:中国质量报
  • 韩企SKC美国工厂竣工,即将开始玻璃基板生产
    韩国SK集团旗下的半导体材料大厂SKC近日宣布,其美国子公司Absolics在佐治亚州投资约2.22亿美元建设的工厂已经竣工,开始批量生产玻璃基板原型产品。业界分析,这标志着全球玻璃基板市场进入关键时刻。目前全球玻璃基板生产企业包括英特尔、SKC、三星电机以及LG Innotek等。与传统树脂复合材料基板相比,玻璃基板不易形变、平整度高、互联密度更大、可提升能效,在高性能计算芯片面积加大的背景下,玻璃基板能够满足未来先进芯片的需求,因此被巨头看好。研究机构The Insight Partners预测,尽管玻璃基板技术尚处于起步阶段,但预计全球市场规模将从今年的2300万美元增长至2034年的42亿美元。SKC玻璃基板原型演示英特尔是最早宣布进军玻璃基板的厂商之一,此前曾表示计划于2026年推出方案,在2028年应用,并已经为此投资约10亿美元,在美国亚利桑那州工厂建立玻璃基板研发线和供应链。AMD也在加快该领域步伐,计划于2025~2026年推出玻璃基板,并与全球元件公司合作,保持领先地位。此外,三星电机将于2025年完成原型试产,并计划于2026年开始量产。与此同时,LG Innotek今年正在组建团队,为进军该市场作准备。
  • 2023先进电子材料创新大会
    一、大会概况先进电子材料,作为信息技术产业的基石,是支撑半导体、光电显示、太阳能光伏、电子器件等产业发展的重要基础。近年来,随着5G、人工智能等新技术的发展,电子材料产业需求不断扩大,未来市场空间广阔。但先进电子材料如何发挥最大潜力?如何链接基础研究和产业应用?2023先进电子材料创新大会聚焦于“新材料与产业发展新机遇”,瞄准全球技术和产业制高点,紧扣电子信息产业关键基础环节的短板,不断延展,着力突破高端先进电子材料产业化发展难题,拓宽新兴市场应用。本次大会诚挚邀请国内外知名专家、学者、头部企业,多元视角共同探讨先进电子材料产业发展新机遇,从应用需求逆向开发,产学研联动,驱动先进电子产业协同创新发展,打造国际高端电子材料产学研交流对接平台。二、组织机构主办单位:中国生产力促进中心协会新材料专业委员会联合主办:DT新材料芯材协办单位:深圳先进电子材料国际创新研究院甬江实验室中国电子材料行业协会半导体材料分会深圳市集成电路产业协会浙江省集成电路产业技术联盟陕西省半导体行业协会浙江省半导体行业协会东莞市集成电路行业协会支持单位:宝安区5G产业技术与应用创新联盟粤港澳大湾区先进电子材料技术创新联盟承办单位:深圳市德泰中研信息科技有限公司支持媒体:DT新材料、芯材、DT半导体、热管理材料、化合物半导体、电子发烧友、芯师爷、PolymerTech、电子通、芯榜、材视科技、Carbontech、安全与电磁兼容、电子材料圈、仪器信息网三、大会信息论坛时间:2023年9月24-26日论坛地点:中国深圳 深圳国际会展中心希尔顿酒店(深圳市宝安区展丰路80号)论坛主题:新材料,新机遇四、特色活动与亮点通过产学研论坛、项目对接、需求发布,人才交流、创新产品展示、采购对接会等多种形式,激发创新潜力,集聚创业资源,发掘和培育一批优秀项目和优秀团队,催生新产品、新技术、新模式和新业态,促进更多企业项目融入产业链、价值链和创新链,助力加快建设具有全球影响力的科技和产业创新合作平台。1、创新展览(1)成果集市(新材料、解决方案的专利&成果展示区);(2)学术海报展区(墙报尺寸80cm宽×120cm高,分辨率大于300dpi);(3)创新应用解决方案展区;(4)实验仪器设备展区。2、Networking(1)闭门研讨会:From Idea To Market!剖析行业,深度思考,提出观点,接受灵魂拷问;(2)一对一服务,精准对接,高端赋能。3、特色产学研活动,形式丰富(1)成果推介会(创新技术、创新产品);(2)项目路演、项目对接、投融对接会;(3)人才推介会、需求发布&对接会;(4)地区政府、园区产业规划、政策解读;(5)招商/签约仪式;(6)校企合作。4、前瞻论坛:院士报告+青年科学家报告论坛开启“15分钟了解一个科研方向”模式,突破思维限制,重点讨论科学研究中存在的技术难题与科学问题,帮助广大青年科研者整理研究逻辑,思考为什么做研究?如何推进研究进展?如何解决目前遗留挑战以及未来的技术瓶颈?5、校企合作AEMIC 2023以打造国际高端电子材料产学研交流对接平台为目的,特设校企合作论坛等专题活动。本届校企合作论坛以“科研赋能产业、产学研联动”为主题,聚焦校企合作实际需求,通过打造联合实验室、开发课题等合作模式,拟邀国内外先进电子行业知名院校的相关学科带头人、院长、行业专家、产业链上中下游不同端口的企业高层、知名投资机构等多元角色,齐聚一堂,针对“如何助力科技成果转化,打通‘最后一公里’?”、“如何为产学研交流拆除阻碍发展的‘篱笆墙’?”等相关议题作深入探讨,强强对话,将来一场极具前瞻性、针对性和多维性的思想盛宴。旨在为先进电子行业,深化产教融合,促进教育链、人才链与产业链、创新链的衔接,打通人才培养、应用开发、成果转移与产业化全链条。五、日程安排(具体时间以会场现场为准)时间活动安排2023年9月24日 星期日12:00-22:00会议签到2023年9月25日 星期一09:00-09:30开幕式活动(主办方致辞、重要嘉宾、领导致辞地区产业规划、招商/签约仪式)09:30-12:00先进电子材料产业创新发展大会(主论坛)前瞻论坛12:00-14:00自助午餐14:00-18:00平行分论坛分论坛一:先进封装论坛分论坛二:新型基板材料与器件论坛分论坛三:电磁兼容及材料论坛分论坛四:导热界面材料论坛分论坛五:电子元器件关键材料与技术论坛前瞻论坛19:00-21:00欢迎晚宴2023年9月26日 星期二9:00-16:30平行分论坛分论坛一:先进封装论坛分论坛二:新型基板材料与器件论坛分论坛三:电磁兼容及材料论坛分论坛四:导热界面材料论坛分论坛五:电子元器件关键材料与技术论坛前瞻论坛16:30-17:00闭幕式&总结12:00-14:00自助午餐六、已确认嘉宾先进电子材料产业创新发展大会(主论坛)科技赋能:先进电子材料与器件最新进展状态确认嘉宾与报告方向已确认报告题目:TBDChul B. Park,加拿大多伦多大学教授、中国工程院外籍院士、加拿大皇家科学院和工程院双院士、韩国科学技术翰林院、韩国工程翰林院院士 已确认报告题目:TBD李树深,中国科学院副院长、中国科学院大学校长、党委书记、研究员、中国科学院院士、发展中国家科学院院士、已确认报告题目:TBD南策文院士,清华大学材料科学与工程研究院院长、教授、中国科学院院士、发展中国家科学院院士已确认报告题目:TBDHenry H. Radamson,中国科学院微电子研究所研究员、欧洲科学院院士、广东省大湾区集成电路与系统应用研究院首席科学家已确认报告题目:TBD孙 蓉,中国科学院深圳先进技术研究院材料所所长、研究员先进封装论坛主题一:先进封装关键材料与设备状态确认嘉宾与报告方向已确认报告题目:Fundamentals and reliability of Cu/SiO2 hybrid bonding in 3D IC packaging陈 智,台湾国立阳明交通大学教授已确认报告题目:TBD李明雨,哈尔滨工业大学(深圳)材料科学与工程学院院长已确认报告题目:TBD甬强科技有限公司已确认报告题目:微波等离子技术在先进封装的应用朱铧丞,四川大学副教授已确认报告题目:ALD在先进封装领域的应用庄黎伟,华东理工大学副教授已确认报告题目:电镀铜添加剂体系的研究现状及未来发展路旭斌,兰州交通大学副教授已确认报告题目:TBD广东聚砺新材料有限责任公司主题二:先进封装与集成电路工艺、设计、与失效分析已确认报告题目:三维chiplet等先进芯片封装材料与工艺郭跃进,南方科技大学教授已确认报告题目:TBD刘 胜,武汉大学教授已确认报告题目:集成电路晶圆级三维集成朱文辉,中南大学教授已确认报告题目:TBD黄双武,深圳大学教授已确认报告题目:TBD代文亮,芯和半导体科技(上海)有限公司联合创始人、高级副总裁已确认报告题目:TBD宁波德图科技有限公司主题三:先进封装行业应用解决方案TBD电磁兼容及材料论坛状态确认嘉宾与报告方向已确认报告题目:电磁防护材料王东红,中电33所副总工程师已确认报告题目:TBD张好斌,北京化工大学教授已确认报告题目:聚合物基电磁屏蔽复合材料王 明,西南大学教授已确认报告题目:PCBA板级电磁屏蔽材料研究进展与应用探讨胡友根,中科院深圳先进技术研究院研究员已确认报告题目:系统级封装SiP的电磁屏蔽效能测试与分析魏兴昌,浙江大学教授已确认报告题目:轻质碳基吸波复合材料及应用王春雨,哈尔滨工业大学(威海)材料学院副教授已确认报告题目:碳纳米管添加可控,突破材料性能徐建诚,广东帕科莱健康科技有限公司总经理已确认报告题目:EMI材料的选择和应用唐海军,苏州康丽达精密电子有限公司总经理已确认报告题目:TBD施伟伟,深圳市飞荣达科技股份有限公司实验室主任已确认报告题目:TBD张 涛,深圳天岳达科技有限公司总经理已确认报告题目:电磁屏蔽材料遇上的新机遇、新挑战(拟)美国派克固美丽(Parker Chomerics)公司已确认报告题目:TBD满其奎,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员、宁波磁性材料应用技术创新中心有限公司总经理已确认报告题目:车用电磁功能材料王 益,敏实集团材料部门经理确认中报告题目:TBD车仁超,复旦大学教授、杰青确认中报告题目:TBD张延微,有研(广东)新材料技术研究院市场总监确认中报告题目:TBD李 伟,美国3M公司电磁专家确认中报告题目:TBD由 龙,深圳科诺桥科技股份有限公司研发总监新型基板材料与器件论坛状态确认嘉宾与报告方向已确认报告题目:TBD刘孝波,电子科技大学教授、俄罗斯自然科学院院士已确认报告题目:TBD闵永刚,广东工业大学教授、俄罗斯工程院外籍院士已确认报告题目:TBD于淑会,中科院深圳先进技术研究院研究员已确认报告题目:TBD宋锡滨,中生协新材料专委会主任委员已确认报告题目:低温共烧陶瓷(LTCC)材料与集成传感器研究马名生,中科院上海硅酸盐研究所研究员已确认报告题目:TBD张 蕾,中科院深圳先进技术研究院副研究员已确认报告题目:高性能陶瓷基板技术研发与产业化陈明祥,华中科技大学机械学院教授、武汉利之达科技创始人已确认报告题目:高频/高速覆铜板材料的现状和未来杨维生,中电材行业协会覆铜板行业技术委员会委员、中国电子电路行业协会科学技术委员会委员已确认报告题目:先进封装下的有机封装基板机会与挑战谷 新,中山芯承半导体有限公司总经理已确认报告题目:高频高速覆铜板用树脂的开发应用新进展(拟)黄 杰,四川东材科技集团股份有限公司,山东艾蒙特新材料有限公司总经理已确认报告题目:TBD鲁慧峰,厦门钜瓷科技有限公司已确认报告题目:低温共烧大尺寸叠层压电陶瓷致动器研发及产业化(拟)贵州大学已确认报告题目:TBD温 强,中兴通讯PCB专家确认中报告题目:TBD沈 洋,清华大学材料学院副院长、教授确认中报告题目:TBD何 为,电子科技大学教授确认中报告题目:TBD曹秀华,广东风华高新科技股份有限公司研究院院长确认中报告题目:TBD任英杰,浙江华正新材料股份有限公司通信材料研究院院长电子元器件关键材料与技术论坛状态确认嘉宾与报告方向已确认报告题目:高质量二维半导体材料的可控制备刘碧录,清华大学深圳国际研究生院材料研究院长聘教授、副院长已确认报告题目:高性能二次电池关键材料设计与界面科学王任衡,深圳大学研究员已确认报告题目:半导体功率器件与集成技术郭宇锋,南京邮电大学党委常委、副校长已确认报告题目:信息功能陶瓷和无源元器件李 勃,国家重点研发计划项目、新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室首席科学家、研究员已确认报告题目:低维无机材料的精准合成与物性调控程 春,南方科技大学研究员已确认报告题目:电子级纳米材料王 宁,中国科学院深圳先进技术研究院副研究员已确认报告题目:半导体纳米材料及器件结构-性能关系的定量透射电子显微学研究李露颖,华中科技大学武汉光电国家研究中心教授已确认报告题目:埋入式电容材料开发柴颂刚,广东生益科技股份有限公司-国家电子电路基材工程技术研究中心所长已确认报告题目:TBD宁存政,清华大学、深圳技术大学集成电路与光电芯片学院院长、教授已确认报告题目:功能高分子复合材料的加工成型新方法及其在电子材料方面的应用邓 华,四川大学教授已确认报告题目:半导体碳纳米管的高纯度分离及其在集成电路中的应用邱 松,中国科学院院苏州纳米所研究员导热界面材料论坛状态确认嘉宾与报告方向已确认报告题目:TBD曾小亮,中国科学院深圳先进技术研究院研究员已确认报告题目:热界面材料在通讯基站上的应用及展望2023周爱兰,中兴通讯股份有限公司热设计专家已确认报告题目:六方氮化硼纳米片的新颖制备及作为导热填料应用毋 伟,北京化工大学教授已确认报告题目:TBD赵敬棋,中国科学院深圳先进技术研究院热管理专家(主持人)已确认报告题目:TBD钱家盛,安徽大学副校长、全国政协委员、教授已确认报告题目:面向高频通讯用高效热管理薄膜材料研发张 献,中国科学院固体物理研究所研究员已确认报告题目:碳纤维导热垫片曹 勇,深圳市鸿富诚新材料股份有限公司研发经理已确认报告题目:TBD冯亦钰,天津大学教授已确认报告题目:TBD徐 帆,美国霍尼韦尔公司亚太区市场总监已确认报告题目:TBD张莹洁,工业和信息化部电子第五研究所(中国赛宝实验室)经理已确认报告题目:德聚高导热界面材料解决方案钱原贵,广东德聚技术股份有限公司副总经理已确认报告题目:TBD万炜涛,深圳德邦界面材料有限公司总经理已确认报告题目:TBD汉高中国已确认报告题目:TBD美国3M公司前瞻论坛状态确认嘉宾与报告方向已确认报告题目:铁电材料的本征弹性化胡本林,宁波材料所研究员已确认报告题目:TBD张虎林,太原理工大学教授认已确认报告题目:TBD孟凡彬,西南交通大学教授已确认报告题目:柔性微纳器件与智能感知系统化麒麟,北京理工大学特别研究员已确认报告题目:半导体材料中的挠曲电电子学效应翟俊宜,中科院北京纳米能源与系统研究所所长助理,研究员已确认报告题目:压电能带工程和GaN HEMT胡卫国,中科院北京纳米能源与系统研究所研究员已确认报告题目:Active microwave absorber with reconfigurable bandwidth and absorption intensity罗衡,中南大学副教授七、同期论坛详细介绍(一)前瞻论坛(院士报告+青年科学家报告)前瞻论坛将邀请全球科研专家和青年学者,围绕先进电子材料基础研究、工艺创新、器件性能优化等领域,分享近阶段前沿的科技创新成果,并展开交流。旨在深入探讨先进电子领域所面临的新机遇、新挑战和未来发展方向,发掘和支持具有科学创新精神和未来影响力的青年先行者。论坛将“15分钟报告了解一个科研方向”模式,突破思维限制,重点讨论科学研究中存在的技术难题与科学问题,帮助广大青年科研者整理研究逻辑,思考为什么做研究?如何推进研究进展?如何解决目前科研难题的挑战以及未来的技术瓶颈?话题范围(包含但不局限以下方向):先进电子封装材料与工艺、热管理材料、电子级纳米材料、电磁屏蔽材料、电介质材料、第三代半导体材料与器件、新型显示、功率激光材料与器件,以及高端光电子与微电子材料……(二)开幕式暨先进电子材料产业创新发展大会论坛将瞄准全球技术和产业制高点,重点聚焦先进电子封装材料与技术路线、导热界面材料、电子元器件关键材料与技术、电磁兼容材料、电介质材料、柔性电子与传感、热电/光电材料、宽禁带半导体材料与器件等领域的核心关键技术,DT新材料联合深圳先进电子材料国际创新研究院、甬江实验室等知名科研院所,诚挚邀请国内外知名专家、学者、头部企业共同深入探讨先进电子材料产业发展新机遇,着力突破高端电子材料产业化发展难题,从应用需求逆向开发,寻找解决方案,驱动产业应用发展,推动先进电子材料的自主创新。主论坛(先进电子材料产业创新发展大会)将从产业发展进程、政策研判、行业洞察以及机遇与挑战等角度解读,设置院士报告、领袖对话、产学研连线等环节。同期举办产学研论坛、校企合作论坛、人才交流、创新产品展示、项目对接、需求发布,采购对接会等活动,内容丰富,激发创新潜力,同时,集聚创业资源,发掘和培育一批优秀项目和优秀团队,催生新产品、新技术、新模式和新业态,促进更多企业项目融入产业链、价值链和创新链,助力加快建设具有全球影响力的科技和产业创新合作平台。参考话题:(一)大咖报告1、全球先进电子材料产业政策分析与专利布局2、全球先进电子材料研发与工艺技术创新进展3、全球先进电子产业发展进程与未来趋势4、全球先进电子材料领域“卡脖子”技术的研判与对策分析5、“十四五”期间,先进电子材料产业重点发展方向6、双碳背景下先进电子产业发展机遇与挑战……(二)产学研连线:领袖对话1、未来五-十年,先进电子材料产业重点发展方向在哪?2、如何突破先进电子材料领域“卡脖子”技术?科研界和产业界的对策是什么?3、如何助力科技成果转化,打通‘最后一公里’?4、双碳背景下先进电子产业发展机遇与挑战(三)平行分论坛平行分论坛一:先进封装论坛集成电路是国之重器,是信息时代的命脉产业,严重影响国家战略和产业安全,封装是集成电路产业链中重要一环。随着半导体制程接近工艺物理极限,芯片制造面临物理极限与经济效益边际提升双重挑战。如何延续摩尔定律,芯片的布局成为新解方。另外,随着5G、自动驾驶、人工智能、物联网等应用正快速兴起,对芯片的性能要求更高,先进封装如何重塑半导体产业格局?半导体行业下一个十年方向在哪里?AEMIC先进封装论坛针对全球先进封装产业频现“软肋”的核心技术与产业问题,论坛从先进封装工艺、异构集成的前沿技术、关键材料与设备、可靠性与产品失效分析、最新市场应用、以及产业发展的新机遇与挑战等问题进行攻关,着力突破先进封装产业发展难题,实现原材料-材料-工艺-器件的原始创新性与产业平衡发展。参考话题:• 芯片封装趋势与新型市场应用1、芯片封装产业趋势与技术创新2、应用需求驱动下先进封装技术的机遇与挑战3、“后摩尔时代”下先进封装与系统集成4、先进封装的设计挑战与EDA解决方案5、先进封装在汽车电子和MEMS封装中的应用案例与发展趋势6、5G环境下的微系统集成封装解决方案7、先进封装对前沿计算的重要性8、射频微系统集成技术9、先进封装在功率电子与新能源及新型电力系统中的应用10、光电器件封装11、新兴领域封装与面向人工智能的电子技术应用……• 先进封装技术路线和产业生态发展趋势1、异质/异构集成、3D Chiplet技术、三维芯片互连与异质集成应用技术2、晶圆级封装(WLP)、板级封装、系统级封装技术(SiP)3、倒装芯片、硅通孔/玻璃通孔技术4、2.5D/3D堆叠、芯片三维封装、集成封装技术5、扇出型封装技术6、混合键合技术、先进互连技术……• 先进封装关键材料、工艺与设备1、关键设备:贴片、引线、划片、衬底切割、研磨、抛光、清洗等关键技术与设备2、先进制程:减薄、划片、引线键合、圆片塑封、涂胶显影等3、关键材料:先进光刻胶、聚酰亚胺、底部填充胶光刻、高端塑封料、电镀液、键合胶等4、导热界面材料、芯片贴片、封装基板材料的选择5、芯片互连低温烧结焊料、高端引线框架的选择6、半导体划片制程及精密点胶工艺7、封装和组装工艺自动化技术与设备8、测量与表征技术• 可靠性、热管理、检测、验证问题1、封装结构验证2、封装芯片厚度、几何结构的研究3、可靠性与热效应分析4、先进封装及热管理技术可靠性5、材料计算、封装设计、建模与仿真6、服役可靠性和失效分析……平行分论坛二:新型基板材料与器件论坛近年来信息和微电子工业飞速发展,半导体器件不断向微型化、集成化、高频化、平面化发展,对各种高性能高导热陶瓷基板、高频高速基板、电子功率器件的需求越来越大,各类以陶瓷和聚合物为代表的具有优异介电性能的材料、器件、基板不断问世,低温共烧(LTCC)陶瓷、片式电容、电阻、埋容、高端基板成型工艺设备等获得了广泛关注。基板材料如何在提升介电性能的同时解决导热问题?如何实现高度集成电路板的高性能与低成本问题?新能源汽车、高频通信、消费电子对产业带来了哪些新需求和挑战?新工艺迭代如何提升效率降低生产成本?论坛从先进基板材料、关键材料与器件、最新市场应用、产业发展技术路线和产业生态、可靠性与失效分析出发,围绕着产业发展的新机遇与挑战等问题展开,实现原材料-材料-工艺-器件-终端应用的全产业链创新与平衡发展。参考话题:• 材料、器件的趋势与进展1、基板材料与器件产业的发展现状及未来趋势2、高/低介电材料在基板领域的最新研究进展和应用3、电介质基板材料微观、介观、宏观等基础性能研究及最新进展4、介电损耗机理研究与优化5、集成电路材料的发展趋势与应用6、薄膜/厚膜材料器件的研发与创新应用7、高频与超高频通信的关键材料与器件8、无源器件,包括基板内部片式电容(MLCC)、电感、电阻,薄膜埋容埋阻埋感• 聚合物基板材料及器件1、高频高速覆铜板用新型特种树脂的结构设计与性能调控2、导热助剂的开发与商业化应用3、5G、6G高频及超高频段覆铜板基材的研发与应用4、复合材料在高频高速基板的创新应用5、FPC技术最新研究和创新应用6、高性能聚合物在IGBT行业中的应用……• 陶瓷基板材料及器件1、电子陶瓷产业现状与未来发展方向2、低温共烧(LTCC)与高温共烧(HTCC)陶瓷的高性能瓷粉研发、工程化与应用3、陶瓷基板与电容、电感、电容共烧4、先进陶瓷粉体(氧化铝、氧化锆、氮化硅、氮化铝等)的合成制备新技术、新工艺5、新型助剂(如表面、流变、分散、消泡、偶联等)在先进陶瓷的研究与应用价值6、陶瓷基板在大功率IGBT模块封装中的应用与金属化技术7、压电元器件、声表面波器件、超声与频率元器件、高容量多层陶瓷电容器、片式微波电容器、微波介质器件等• 新型市场应用机遇1、未来6G市场的关键材料与器件2、柔性介电电容器的微观结构、设计与商业化3、高性能基板材料的市场投资机会4、先进装备助力高性能低成本基板成型5、高性能低成本基板及材料案例分享平行分论坛三:电磁兼容及材料论坛电子元器件不向高功率化、小型化、集成化发展,在提升性能的同时也带来了大量电磁兼容的问题,电磁功能材料始终担任着抗电磁辐射和抗干扰的重任,以保障电子设备正常运行。但日益复杂的电磁环境下也对电磁兼容和材料提出了更高的要求。“电磁兼容及材料论坛”作为本届大会的主题论坛之一,旨在介绍该领域科学前沿的最新成果和技术工程应用的重要进展,探讨电磁防护技术发展趋势,促进交流合作。参考话题: 电磁屏蔽/吸波材料最新进展与应用1、电磁屏蔽/吸波材料的产业生态、研究与发展趋势;2、先进电子封装中的电磁屏蔽材料及封装方法、技术、结构设计考量;4、高分子基电磁屏蔽复合材料的最新进展及创新应用;5、吸波/屏蔽薄膜的设计与应用;6、碳材料(石墨烯、碳纳米管、MXene、碳纤维、石墨、碳化硅等)在屏蔽/吸波/导热材料的最新研究进展和应用;7、铁系吸波材料(铁氧体,磁性铁纳米材料等)的最新研究进展和应用;8、轻质多功能高性能吸波/屏蔽材料;9、电磁防护材料最新进展与商业化应用;10、吸波、电磁屏蔽、导热材料的合成与产业化应用技术。 电磁兼容及标准测试1、5G、6G带来的电磁兼容及材料问题思考;2、电子封装中电磁兼容设计解析及电磁密封性研究;3、高速电路中的电磁干扰分析;4、屏蔽/吸波材料的参数检测技术与方法。 新型市场应用机遇1、未来6G带来的电磁屏蔽/吸波材料市场需求预测;2、新能源汽车给电磁材料带来的产业机遇;3、电磁干扰/电磁污染给电磁兼容及材料产业带来的新机遇与新挑战;5、电磁超材料的进展与未来市场展望;6、产业化示范与创新应用;7、创新型产品推介。平行分论坛四:导热界面材料论坛电子器件的小型化、集成化和多功能化导致发热问题日益突出,为了保证运行性能和可靠性,高效散热已经成为电子器件亟待解决的关键问题。热界面材料是填充于芯片/器件与散热器之间以驱逐其中空气,使芯片产生的热量可以更快速地通过热界面材料传递到散热器,达到降低工作温度、延长使用寿命的重要作用。“热界面材料论坛”作为AEMIC 2023最重要的主题分论坛之一,旨在介绍热界面材料领域近些年科学研究的最新成果和工程技术应用的重要进展,探讨发展趋势,促进交流合作。参考话题:1、聚合物/导热填料材料的可控合成2、热界面材料可控制备3、界面热阻精确测量4、高功率密度电子器件集成热管理5、产业化示范与应用……平行分论坛五:电子元器件关键材料与技术论坛后摩尔时代,低维半导体材料及相关器件的研究将极大推动半导体行业的发展,为实现更高效、更可靠的电子元器件与产品提供更多可能。因此如何规划布局、如何推进政产研融合、材料和器件工艺如何突破、相关标准如何制定等,都将成为未来的重要研究内容。本次电子元器件关键材料与技术论坛将围绕低维材料在电子元器件中的应用、低维材料与硅基工艺的融合与创新、低维材料与器件的标准化进程等议题进行政、产、研多视角研讨,共同推动我国电子元器件关键材料与技术的发展、规划及相关标准的制定。参考话题:1、低维半导体材料制备与微纳加工2、低维半导体器件与工艺3、低维半导体材料与器件的测试与表征4、低维半导体材料应用与标准化……八、会议注册1、会议费(单位:元/人)参会类型学生参会科研代表企业代表通票注册费用(含全体大会,所有论坛均可参与)240026003800分论坛票(含全体大会+任选一个论坛)180022002600先进电子材料创新大会组委会参会,参展,或者需要其他分论坛资料请联系!联系人:童经理 电话: 19045661526(微信同号)
  • 英特尔、三星后,又一厂商或跟进玻璃基板技术
    封装解决方案的玻璃基板逐渐取代传统有机材料,因玻璃比有机材料薄,有更高强度,更耐用可靠及更高连结密度,能将更多的晶体管整合至单一封装。市场消息,英特尔与三星相继推出玻璃基板解决方案后,AMD也要2025~2026年推出玻璃基板芯片。据Wccftech报导,因市场潜在需求,包括英特尔、AMD、三星、LG Innotek等公司均表示有意进行玻璃基板的大量生产。英特尔是最早开发出玻璃基板解决方案的公司,因宣布整合至未来封装。英特尔也计划玻璃基板应用增加小芯片量产,减少碳足迹,还确保更快、更有效率的芯片性能。现阶段,英特尔计划在2026年开始大规模生产玻璃基板。英特尔在美国亚利桑那州建立了一个研究设施。而英特尔之后,下一个大型「潜在」玻璃基板供应商则可能会是韩国三星。目前,三星已经委托旗下的三星电机部门启动玻璃基板,及其在人工智能和其他新兴领域的潜在应用研究。另外,三星还预计将利用旗下显示部门进行相关研究发展,以确保未来在玻璃基板方面能透过协同合作的方式来生产。三星预计2026年开始大规模生产玻璃基板,而首先将于2024年9月先进行一条试产线测试。而就在多家企业准备进入玻璃基板的大量生产阶段情况下,市场消息指出,AMD将会整合市场上的玻璃基板供应商,进一步开始对各玻璃基板样品进行评估测试,以便能在2025~2026年开始进行采用玻璃基板的芯片生产。过去,曾经领先其他公司采用小芯片(Chiplet)设计,并且获得不错成绩的AMD,如今在采用这种先进半导体材料上,似乎走在了其他公司的前面。这对于AMD未来产品发展将会带来什么样的突破性优势,以及将在市场上掀起什么样的风潮,值得持续关注。
  • 大湾区特色新材料论坛——集成电路材料产业创新发展论坛在深召开
    仪器信息网讯 2023年7月7-10日,由中国材料研究学会主办的中国材料大会2022-2023在深圳国际会展中心举行。据悉,本届中国材料大会系首次在深圳举办,大会聚焦前沿新材料科学与技术,设置77个关键战略材料及相关领域分会场。7月9日,由深圳市科技创新委员会、深圳市宝安区人民政府、中国科学院深圳先进技术研究院指导,中国材料研究学会主办,深圳先进电子材料国际创新研究院、上海集成电路材料研究院承办的“中国材料大会2022-2023大湾区特色新材料论坛——集成电路材料产业创新发展论坛”在深圳国际会展中心南宴会厅A(二层)顺利召开。广东省委常委、副省长、中国科学院院士 王曦 致辞深圳市市委常委、市政府党组成员 郑红波 致辞中国科学院深圳先进技术研究院院长 樊建平 致辞广东省委常委、副省长王曦,深圳市委常委、市政府党组成员郑红波,中国科学院深圳先进技术研究院院长樊建平出席活动并致辞。来自北京、上海、江苏、广州、深圳等地的企业和科研机构、高校代表参加论坛交流。签约仪式随后,活动现场,深圳先进电子材料国际创新研究院与宝安区“专精特新”联合创新中心、优质“链上企业”联合创新中心等共计22家企业在现场完成签约仪式,将进一步发挥各自优势,整合研发与产业资源,推动务实合作。签约仪式结束后,会议进入报告环节。报告人:彭孝军 院士(中国科学院)报告题目:先进光刻材料及其思考据介绍,激发波长从可见光波长逐步向高能的短波长发展,成为光刻胶发展的主流趋势。未来发展5 nm以下的分节点,急需发展13.5nm的极紫外光(EUV)光刻技术。极紫外彻底改变了传统光刻系统,具有空前的挑战性。如:极紫外光对C、H、N、S等传统有机化合物元素的吸收截面极小,接近透明,没有吸收就难于获得能量而被激发,不能发生高效率的光刻反应;传统光刻胶由光致产酸剂+有机聚合物组成,由于质子扩散,分辨率难于提升,后者分子量太大,难于实现2-3 nm的分辨;EUV光子能量增大到92 eV,进入辐射化学领域,基础研究不足;而相同功率的极紫外光(13.5 nm)的光子数仅为深紫外(ArF,193 nm)光子数的7%,这对光刻胶的灵敏度提出了更高要求报告人:俞跃辉 董事长(上海硅产业集团股份有限公司)报告题目:大硅片的国产化路径探讨和展望硅片,尤其是国际主流的300 mm大硅片,长期制约着国内半导体产业的发展。报告中,俞跃辉介绍了上海硅产业集团一路走来的发展历程。在硅产业集团子公司上海新昇的带领下,国内硅片行业突破了300 mm硅片的技术壁垒,未来,硅产业集团作为行业领头羊,将面向国家战略,引领国内硅片技术领或前治,扩大产业规模,开拓新领或,驱动集成电路材料产业链国产化进程。报告人:陈贻和 副总经理(礼鼎半导体科技(深圳)有限公司)报告题目:集成电路封装载板发展趋势报告介绍了2010-2022年中国半导体的发展,中国封装载板产值只有全球的7%,自制缺口巨大。据介绍,2020-2022年封装载板需求旺盛,主要原因来自产品结构的变化。未来封装载板发展趋势分为两方面,FCBGA载板朝向细线路、高层数、大尺寸发展,FCCSP载板朝向细线路、微型孔、薄型化发展。报告人:汤昌丹 总经理(深圳瑞华泰薄膜科技股份有限公司)报告题目:高性能PI薄膜的应用与技术发展趋势据介绍,聚酰亚胺是综合性能最好的聚合物材料之一,即是高等级绝缘、高速轨道交通、柔性电子、航天航空、集成电路与半导体等领域的战略性基础材料,迫切需求国产化替代,打破卡脖子问题;同时也是5g/6g高频高速、新能源(风、光、储、复合集流体)、新能源汽车、新型显示等新兴领域迫切需求的创新材料。报告中,汤昌丹结合产业发展与市场需求,带来高性能聚酰亚胺在集成电路等高技术领域中应用与展望。报告人:林耀剑 副总裁(江苏长电科技股份有限公司)报告题目:智能运算系统中的一站式封装解决方案及材料关注半导体封装是电子产品制造中的一个重要环节。本质上是芯片成品技术,其主要对芯片起到中介互连、物化保护和散热管理的作用。随着技术的进步,封装在向微系统化方向发展以集成创新、提升性能和扩展应用。而材料在各先进封装的研发制造和应用中起到极其关键的作用。报告中,林耀剑介绍和探讨了长电科技先进封装中的散热增强功率封装、SiP、晶圆级封装、以及2.5D芯粒封装技术的特征制造和结构以及关键材料关注点。报告人:严斌 高级技术专家 (深圳市中兴微电子技术有限公司)报告题目:先进封装材料(基板材料&散热材料)报告中,严斌介绍了先进封装材料的发展趋势。据介绍,随着产品复杂度提升和功能多样化,芯片Die size尺寸越来越大,封装尺寸逐步增大,基板层数逐渐增多;大尺寸封装需要更低的CTE材料,保证更平整的翘曲表现;高速信号要求非常低损耗的材料,保证高性能;同时,大尺寸芯片伴随着高功耗高功率密度的产生,带来极具挑战的散热需求;因而对芯片散热材料提出了更高的要求;低热阻,高导热的散热材料(热界面材料TIM1,高导热Lid材料)。报告人:杨云春 董事长(北京赛微电子股份有限公司)报告题目:对传感器材料发展趋势的期望传感器材料正在向金属氧化物的方向发展,然而其高灵敏度只能在较高的温度下实现。作为工业界,杨云春希望学术界能够就如何将其与其他材料如金属纳米颗拉、纳米薄膜,纳米管甚至石墨烯相结合进行研究,进而利用其电化学的特殊优势,提高传感器材料的表面积与体积比,提高传感器的灵敏度,并显著降低基于传感器的工作温度。报告人:杨之诚 董事长(深南电路股份有限公司)报告题目:面向各类应用的半导体封装基板材料发展趋势及研究近年来,国内半导体行业已从传统消费类向数据中心、超算、汽车电子、AI人工智能、光电传输等领域转型突破,芯片设计从轻薄化、小型化向高可靠性、高密度、复杂结构等方向升级。杨之诚表示,国内基板厂也同步在存储、射频、处理器FCCSP及FCBGA等产品上逐步实现精细线路、高多层结构、高速传输等关键技术突围,并需要同步推动上下游产业链薄弱环节如基板制造设备、配套材料等相关技术能力补强和提升,有效支撑国内lC设计公司产品迭代诉求。报告人:傅铸红 总经理(广东华特气体股份有限公司)报告题目:电子特气工艺及产品介绍电子气体,是指用于半导体及其他电子产品生产的气体,与传统的工业气体相比,电子气体特殊在气体的纯净度极高。电子气体在半导体材料成本中是仅次于硅片的第二大材料种类,年需求量增长超过15%,国产化率超过35%。报告中,傅铸红介绍了电子气体的种类、应用、市场规模、生产工艺、配套技术等相关情况。报告人:郭贵琦 总经理(广州新锐光掩模科技有限公司)报告题目:集成电路制造用光掩模研究与应用光掩模是半导体核心工艺——光刻的最关键器件。郭贵琦表示,光掩模是芯片制造的关键,在芯片制造中承上启下,芯片设计数据是信息安全的重中之重;光掩模将向高精度、大规模纯商业方向发展,产业链整合尤为重要;需要建立规范化高端光掩模研发生产基地,完善良性循环发展模式,成为自我发展功能、可持续发展潜能和可复制性效能的集研、学、产用于一体的产业基地;市场寡头垄断严重,国产替代正当其时。报告人:潘杰 总经理(宁波江丰电子材料股份有限公司)报告题目:突破核心技术,打造核心竞争力,为全球产业链提供确切性——中国超高纯材料及溅射靶材产业化新进展报告中,潘杰主要分享了江丰电子创业以来的主要成就。据介绍,江丰电子攻破了全球最领先的5纳米工艺核心技术,是台积电等国际一流半导体制造企业的主要供应商,圆满完成28-14nm技术节点超高纯溅射靶材的国产化替代,打破依赖国外进口的局面,产品大量出口,全球市场份额超过24%,位居世界第二,形成了对国际市场的影响力,获得了国家技术发明二等奖、“制造业单项冠军”等荣誉,并在深交所成功上市。报告人:孙蓉 院长(深圳先进电子材料国际创新研究院)报告题目:集成电路高端材料国产化路径—实践与探索(以封装电子材料为例)孙蓉在报告中介绍了国内电子化学品及先进电子封装材料的产业发展现状,其次提出了先进电子封装材料领域的几个关键“根问题”,介绍了高分子树脂合成与纯化、无机填料表面改性、异质界面调控、聚合物流变学、原位分析检测与服役可靠性等方面的研究进展。在此基础上介绍了芯片级底部填充胶、芯片级热界面材料、积层胶膜材料、晶圆级光敏聚酰亚胺、液态塑封料、临时键合胶等几种高端电子封装材料的研发与产业化进展。报告人:曹勇 总监(深圳市鸿富诚新材料股份有限公司)报告题目:鸿富诚高性能碳基导热垫片介绍5G时代的来临,电子元器件逐步向高功率、高集成、微型化方向发展,由此带来了严重的散热问题。曹勇表示,过多的热量如果不能及时传递到冷却端,就会导致设备出现故障,降低使用寿命。因此,开发更高性能热界面材料逐步成为未来发展的趋势和挑战。报告中,曹勇介绍了鸿富诚碳纤维和石墨烯高性能碳基导热垫片。报告人:黄嘉晔 市场部部长(上海集成电路材料研究院)报告题目:我国集成电路材料技术研发的现状与思考黄嘉晔在报告中首先介绍了全球集成电路材料产业情况和中国集成电路材料产业情况,之后介绍了上海集成电路材料研究院。据介绍,集材院是由中国科学院上海微系统与信息技术研究所、上海硅产业集团发起成立,聚焦集成电路村底材料、工艺材料以及产业关键技术的研发与产业化,为集成电路材料发展提供坚实的创新策源。报告最后,黄嘉晔建议,在大湾区,由深圳先进电子材料国际创新研究院牵头,上海集成电路材料研究院协同,建设聚焦封装材料的创新联合体。报告人:朱朋莉 研究员(深圳先进电子材料国际创新研究院)报告题目:纳米填料增强环氧基复合材料在芯片封装中的应用研究纳米填料增强环氧基复合材料因具有低应力、低膨胀、高填充率、高介电、高粘结强度等综合特性,被广泛用作底部填充胶、环氧塑封料、覆铜基板等,以充当超大规模集成电路封装结构中的关键支撑材料。目前,物联网(IoT)、人工智能和5G通讯等高端应用领域的迅猛发展对芯片的处理速率、互连密度、功耗和稳定性提出了巨大的挑战,在此推动下,大尺寸、薄型化、窄间距、三维堆叠及高度集成化的芯片封装成为后摩尔时代集成电路发展的必然趋势。由此对作为支撑结构的环氧基复合材料性能提出的更高需求,如电子级球形二氧化硅的粒度级配、分布形态、表面化学状态等,是影响芯片封装可靠性首当其冲的问题。基于此,朱朋莉从纳米复合材料中微观的相界面出发,通过改变电子级球形二氧化硅填料的表面物理化学状态,设计了不同性质和结构的界面相,并系统研究了界面相的存在对芯片级封装材料—底部填充胶性能的影响规律,解决了底部填充胶在芯片应用过程中的诸如粘度、填充性、应力调节、焊球保护、芯片失效等问题,为高端电子封装材料的开发提供指导。报告人:吴蕴雯 副教授(上海交通大学)报告题目:电沉积金属微纳结构调控及在三维互连中的应用近年来由5G高速通讯引领的元宇宙、区块链、自动驾驶、远程医疗等万物互联技术正在蓬勃发展,其中先进集成电路的发展是实现当代信息技术飞跃的基石。然而在后摩尔时代,由于先进集成电路制程工艺逐渐逼近物理极限,通过芯片三维集成是延续摩尔定律的必经路径。在三维集成技术中,互连是信号传输的主要载体,以微凸点键合和硅通孔技术为主的铜互连技术主要采用电化学沉积的方法进行微纳图形制备。随着三维集成密度不断提高,集成电路互连面临强度、导电性、可靠性等多方面的挑战,通过调节电沉积工艺及添加剂体系实现铜互连微观结构的调控是构筑高密度互连的关键。吴蕴雯基于电沉积铜微纳米结构调控,实现了具有优异物理性能的微凸点、硅通孔互连技术,为推动高密度三维互连技术提供技术思路和理论基础。
  • 为质谱成像分析而生!这种新型离子基板的有啥不一样?
    质谱分析是通过对待测样品进行电子束、激光等方法照射,使待测样品的原子、分子发生离子化,通过测定质荷比,对待测样品中包含原子、分子的种类、数量、分子结构等进行精密分析的方法。 回顾质谱分析技术的发展历史,不难看到,新的离子化法不断创造着质谱发展的新趋势,让横跨100多年的质谱技术研究,一直充满着活力。具有跨时代意义的离子化方法的诞生,也与质谱分析飞跃性的进步,甚至是业界的繁荣息息相关。 例如基质辅助激光解吸电离法(Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization,即MALDI)自上世界80年代末问世以来,将质谱应用提升了一个新台阶,成为目前生物质谱领域研究必不可少的工具,也是当下的一个热门关注点。质谱分析结构示意MALDI法是将能吸收激光能量的低分子有机化合物(下称Matrix)与待测样品混合,通过激光照射,对待测样品进行离子化的方法。在质量分析的同时,可实现对待测样品的成分、分布状态进行图像化的质谱成像。 不过想利用MALDI法进行质谱成像,在与Matrix(有机化合物)的调和、涂布、干燥的前处理的阶段,大概要耗时30分钟,且需要将Matrix在待测样品上均匀涂布。前处理显得十分费时费力。 滨松在5月推出了新研的离子化辅助基板DIUTHAME(Desorption Ionization Using Through Hole Alumina Membrane,是的它的名字hin长̷叫它“丢森”好了~)。这个小东西是利用200nm左右多孔氧化铝(贯穿的、细小的孔呈规则状打开的氧化铝)开发的,面向质谱成像分析的离子化辅助基板。其最大的特点,就是能够大幅缩减质谱成像分析时,待测样品进行离子化所需的前处理时间(仅需3分钟左右),且操作简单。 将待测样品加载到DIUTHAME上,利用毛细血管现象(在细管内侧,液体从管子中上升的现象),使待测样品的分子上升到表面,通过激光照射使其离子化而不破坏分子结构,实现在不使用Matrix的情况下,进行质谱成像分析。MALDI法使用DIUTHAME进行离子化 DIUTHAME是由滨松与日本光产业创成大学院大学的内藤康秀副教授共同研制的。一经面世,就收到了较大关注,并常常被用于和MALDI以及SALDI法的比较。那到底是出于什么样的原因开发了这个产品?除了大大缩短前处理时间外, 相对于MALDI法DIUTHAME在质谱成像分析中还有哪些优势?为何说DIUTHAME是质谱成像分析离子化的新方法?内藤副教授从开发者的角度,为我们进行了解读。 内藤康秀副教授问:DIUTHAME在质谱成像分析中还有哪些优势?解决了MALDI法中的什么问题? 在开发DIUTHAME前,我一直致力于质谱成像分析分辨率的提高。虽然希望通过提高设备分辨率来实现高分辨率的目标,但这个方法也是有极限的。 为什么这么说呢?因为在质谱成像分析中,以往普遍采用的离子化方法为“基质辅助激光解吸电离法(Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization,即MALDI)”。而无论怎么提高设备的空间分辨率,分辨率都无法超过Matrix结晶的尺寸。若要实现质谱成像分析的高分辨率,必须要摆脱对使用Matirx的离子化方法的依赖。而DIUTHAME的诞生,就打破了这一点的限制。 DIUTHAME的开发一开始就是以质谱成像分析为目标应用,它并不需要与Matrix的调和、涂布、干燥的前处理。在提高操作便利性(3分钟左右可完成前处理)的同时,其高质量的数据,有望取得良好的重现性。 另外,使用MALDI法进行离子化时,也会出现因待测样品成分的性质原因,而难以与Matrix共同结晶的情况;以及待测样品中包含盐、添加剂等杂质的浓度过高时,阻碍Matrix结晶的情况。在这样的情况中,使用DIUTHAME则不会有这样的困扰,能够获得很好的效果。 DIUTHAME还可对工业材料、兴奋剂禁药等MALDI法无法测定的小分子进行高精度的测量。 问:明明和SALDI的原理类似, 为何说DIUTHAME是一种新的方法? 目前有一种叫表面辅助激光解吸电离(SALDI)的离子化方法,它与DIUTHAME作用原理相同,市场上也有多类SALDI基板的商品。但是,目前市场上的SALDI基板并没有通孔的结构,在质谱成像分析中并不适用。在此意义上,使用DIUTHAME可以说是不同于SALDI的新型离子化办法。 将在DIUTHAME的哪些性能上进行继续开发? 多数的生物分子是通过质子化来生成离子的,针对这些待测样品,DIUTHAME的灵敏度并不如MALDI法。这是因为,MALDI中的Matrix可以给样品分子提供质子,而DIUTHAME却没有该项作用。 想拥有更广泛的应用,这个小家伙就必须具备更高的灵敏度。因此,我们也会对它的性能进行持续的开发。此外,DIUTHAME的工作原理之谜仍未完全解开,而在继续研究摸索的同时,我们也希望能够不断地提高它的灵敏度。滨松致力于光电技术探索60余年,在质谱探测器的研究也已有40余年的历史,可为质谱应提供MCP、EM、离子化光源等产品。除了DIUTHAME,2018年滨松还推出了一系列应用于质谱的新品,并在2018年ASMS中有所展示(包括在研品),如可解决小质谱低真空问题的三级结构的GEN3 MCP、适用于TOF-MS的MCP+AD、适用于Q-MS\IT-MS的管道型EM等等。滨松希望通过探测技术的原始创新,从最底层技术出发,稳定而坚实地推动最终质谱应用的发展。
  • 前处理时间仅为MALDI法的1/10,滨松新研辅助离子化基板
    滨松公司新开发了使用多孔氧化铝制作的辅助离子化基板DIUTHAME(Desorption Ionization Using Through Hole Alumina MEmbrane),大幅缩减质谱成像分析时待测样品进行离子化所需的前期处理的时间。只要将本产品放置在待测样品上,就能完成质量分析的前期处理,与目前主要的离子化方法之一基质辅助激光解析电离(Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization、下面简称MALDI)方法相比,它将前期处理时间缩短到十分之一。因此可以用在市场上已有的MALDI-TOF-MS设备,主要面向目前正在使用MALDI-TOF-MS设备的制药、工业领域的国内外企业以及大学研究人员。该产品将于2018年5月11日(星期五)面世。本产品由滨松公司和光产业创成大学院大学的内藤康秀副教授共同研发,将于5月15日(星期二)到5月18日(星期五)为止为期4天,在阪急酒店(大阪府吹田市)举办“日本质量分析学会暨日本蛋白质组学会2018年联合大会”上展出。※多孔氧化铝:细小的规则排布的氧化铝通孔。※TOF-MS:飞行时间质谱。按照离子的飞行时间来测定质量的质量分析方法。 关于质量分析质量分析是通过对待测样品进行电子束、激光等照射方法,使待测样品的原子、分子发生离子化,通过对质量的测定,对待测样品中包含原子、分子的种类、数量、分子结构等进行精密分析的方法。质谱仪由将待测样品离子化的离子化部分、分离离子的离子分离部分、分离后的离子探测部分等组成,针对待测样品结合各种离子化方法、离子分离法,广泛应用于环境、食品、化学、法医学、生命科学等领域。质量分析结构研发背景MALDI是将能吸收激光能量的低分子有机化合物(下面称matrix)与待测样品混合,通过激光照射,对待测样品进行离子化的方法。并且,因为它不破坏蛋白质等大分子结构就可以进行离子化,通过同时得到的离子质量和位置信息,实现对待测样品的成分、分布状态进行质谱成像分析,尤其是在生命科学领域和制药领域,应用预计会不断扩大。但是,利用MALDI进行的质谱成像,与Matrix的混和、涂抹、到干燥的前期处理的过程大概需要30分钟,而且它需要在待测样品上均匀的涂抹Matrix,所以想要寻找不需要采用Matrix的离子化方法。 产品概要本产品采用的是利用单独孔径直径为200nm左右(纳米,10亿分之1)的多孔氧化铝,是面向质谱成像的离子化辅助基板。将本产品放置到待测样品上,利用毛细管现象,将待测样品的分子上升到表面,通过激光照射分子使之离子化,不会破坏分子结构,在不使用Matrix的情况下,实现质谱成像。另外,除了提供有效直径为17mm的产品外,还研发了不需要获得位置信息的有效直径为2mm的产品,该产品面向一般的质量分析。多孔氧化铝具有铝着色等用途,所以采用它作为离子化的辅助基板的部分材料,而成功研发了本产品。※毛细管现象:在细管内侧,液体从管子中上升的现象。MALDI采用DIUTHAME的激光离子化法 MALDI是对混合了基质的待测样品进行激光照射使之离子化的方法。采用DIUTHAME的激光离子化方法是利用多孔氧化铝的毛细管现象,对基板表面上升的待测样品的分子进行激光照射,使之离子化。本产品只要放在待测样品上,就能完成前期处理,在无需处理待测样品的情况下,待测的液体样品的分子会自动上升到产品表面,所以不需要向MALDI一样将基质均匀的涂在待测样品表面的过程。放置后3分钟左右就可以完成质谱成像分析的前期处理,不需要熟练的基质涂抹技术,且能得到重现性高的测定结果。此外,在对小分子样品进行质谱分析时,与待测样品一起离子化的Matrix是不能使用的,因此,MALDI中所不能测定的小分子,在使用本产品是也能进行准确的测量。本产品可以用在既有的MALDI-TOF-MS设备上,可以提高目前正在使用MALDI-TOF-MS的制药领域和工业领域的研发效率。今后,我们仍会在产品的结构设计上继续钻研,开发离子化效率更高用途更广泛的产品。本产品的特点1、将质谱成像分析的前期处理时间缩短为十分之一因只要将本产品放在待测样品上就可以完成质谱成像分析的前期处理工程,将原本MALDI需要30分钟处理时间缩短为3分钟左右。2、实现高质量的质谱成像分析只要将本产品放在待测样品上就可以完成质谱成像分析的前期处理,不需要像MALDI中需要熟练地将基质均匀涂抹。因此,不会出现前期处理中随机误差,以及获得比MALDI的质谱成像更高的重现性。3、高精度测量低分子本产品不使用像MALDI与待测样品一起离子化的小分子基质,因此,它可对工业材料、兴奋剂禁药等的MALDI无法测定低分子进行高精度的测量。主要规格离子化辅助基板DIUTHAME系列
  • 滨松发布滨松辅助离子化基板DIUTHAME新品
    滨松多孔氧化铝制作的辅助离子化基板DIUTHAME(Desorption Ionization Using Through Hole Alumina MEmbrane),可大幅缩减质谱成像分析时待测样品进行离子化所需的前期处理的时间。只要将本产品放置在待测样品上,就能完成质量分析的前期处理,与目前主要的离子化方法之一基质辅助激光解析电离(Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization、下面简称MALDI)方法相比,它将前期处理时间缩短到十分之一。因此可以用在市场上已有的MALDI-TOF-MS设备,主要面向目前正在使用MALDI-TOF-MS设备的制药、工业领域的国内外企业以及大学研究人员。特点1、将质谱成像分析的前期处理时间缩短为十分之一因只要将本产品放在待测样品上就可以完成质谱成像分析的前期处理工程,将原本MALDI需要30分钟处理时间缩短为3分钟左右。2、实现高质量的质谱成像分析只要将本产品放在待测样品上就可以完成质谱成像分析的前期处理,不需要像MALDI中需要熟练地将基质均匀涂抹。因此,不会出现前期处理中随机误差,以及获得比MALDI的质谱成像更高的重现性。3、高精度测量低分子本产品不使用像MALDI与待测样品一起离子化的小分子基质,因此,它可对工业材料、兴奋剂禁药等的MALDI无法测定低分子进行高精度的测量。主要规格创新点:滨松多孔氧化铝制作的辅助离子化基板DIUTHAME(Desorption Ionization Using Through Hole Alumina MEmbrane),可大幅缩减质谱成像分析时待测样品进行离子化所需的前期处理的时间。只要将本产品放置在待测样品上,就能完成质量分析的前期处理,与目前主要的离子化方法之一基质辅助激光解析电离方法相比,它将前期处理时间缩短到十分之一。因此可以用在市场上已有的MALDI-TOF-MS设备,主要面向目前正在使用MALDI-TOF-MS设备的制药、工业领域的国内外企业以及大学研究人员。滨松辅助离子化基板DIUTHAME
  • 2010年全国材料相关实验室建设情况一览
    仪器信息网“资讯”频道“实验室动态”栏目为大家汇集了最新的国内外实验室筹建、实验室科研成果、实验室检测水平等信息。2010年期间“实验室动态”栏目共发布1800多条相关新闻。仪器信息网从中整理出“2010年全国材料相关实验室建设情况一览”以飨读者。材料领域实验室新闻发布时间地点状态投资金额厦门大学高性能陶瓷纤维教育部重点实验室2010-1-5 厦门拟建 新型墙体材料和汽车零部件质检中心2010-2-10 合肥拟建 安徽省不锈钢产品质量监督检验中心2010-3-3 绩溪县在建1200万安徽省石英砂及制品质量监督检验中心2010-3-10 滁州市在建660万国家塑料制品质检中心2010-3-18 桐城拟建 浮法玻璃新技术国家重点实验室2010-3-29 蚌埠在建5000万内蒙古硅材料研究开发中心2010-4-1 呼和浩特建成 安徽省非金属矿及制品质量监督检验中心2010-4-3 池州建成 国家建筑卫生陶瓷检测中心2010-4-10 高安拟建 山东省不锈钢制品质检中心2010-4-10 滨州在建 首诺公司PVB材料质检测试实验室2010-4-13 苏州建成 国家钢丝绳产品质检中心2010-4-22 南通在建 国家硅材料深加工产品质量监督检验中心2010-5-23 连云港拟建4700万国家轨道交通高分子材料及制品质量监督检验中心2010-6-2 株洲建设中8800万山东省金属板材产品质量监督检验中心2010-6-10 博兴县拟建 上海防腐蚀新材料工程技术研究中心2010-7-1 上海建成1400万高性能耐腐蚀合金重点实验室、高性能测温材料重点实验室2010-7-7 重庆建设中 河北省水性涂料及水性材料工程技术研究中心2010-7-8 徐水县建成1500余万美国应用材料公司-晶龙集团硅探针材料实验室2010-7-9 邢台建成 高性能土木材料国家重点实验室2010-7-13 南京拟建 国家硅材料质检中心 2010-7-29 乐山拟建 有机氟材料国家重点实验室2010-8-18 自贡拟建 国家橡胶及橡胶制品质检中心2010-8-18 桂林建设中500万宁波材料所与浙江巨化集团共建研发中心2010-9-6 宁波建成 国家玻纤材料质检中心获批在山东2010-9-7 德州拟建 国家耗材质检中心2010-9-17 珠海建设中5700万国家不锈钢检验中心2010-9-17 戴南建成5000万上海市功能性材料化学重点实验室2010-10-26 上海建成 国家铜及铜产品质量监督检验中心(江西)2010-11-7 鹰潭拟建 绿色建筑材料国家重点实验室2010-11-7 北京建成 国家钨与稀土产品质量监督检验中心2010-11-9 赣州建成 国家特种玻璃及硅材料制品检验中心2010-11-12 蚌埠拟建 中建钢构江苏有限公司钢结构检测中心2010-11-15 江苏拟建 半导体封装基板研发中心2010-11-21 无锡拟建 五矿稀土发光材料研发中心2010-11-26 赣州建成
  • 投资1.75亿元 首家玻璃基板国家级实验室落户东旭
    &ldquo 平板显示玻璃技术和装备国家工程实验室&rdquo 近日正式成立。作为我国第一家玻璃基板国家级工程实验室,其总估算投资1.75亿元,承担单位为东旭集团有限公司,合作单位为北京工业大学、石家庄旭新光电科技有限公司。  据介绍,这是东旭集团迈出打造光电显示旗舰的重要一步,将进一步完善企业的工艺技术研究、产品开发、工业性模拟试验、应用技术以及产品试验等创新手段。其背后更重要的意义在于国家牵头布局,打造我国先进的基础研究、设计、开发、生产、应用及检测等技术平台,以打破国外垄断,促进国内信息产业的可持续发展。  我国目前正处于信息化高度发展的时代,作为国家重点培育和支持发展的战略性新兴产业,平板显示产业快速壮大,带动了上游产品玻璃基板需求的高速增长。但值得注意的是,我国实际从事玻璃基板生产的企业比较少,玻璃基板多依赖进口,技术和设备制造完全被美国康宁等国外四家公司垄断,他们限制技术外流、设置专利壁垒,独享高额利润。  &ldquo 近些年东旭集团坚持自主创新,在平板显示玻璃技术和装备重大项目研发方面取得了诸多突破,填补了国内液晶玻璃产业空白,走出了一条从技术研发到产业化,再到规模化的不断创新发展之路。&rdquo 东旭集团总裁李青说。
  • TCL华星“光刻机及电路基板的制备方法”专利公布
    国知局消息显示,TCL华星光电技术有限公司“光刻机及电路基板的制备方法”专利公布,申请公布日为6月15日,申请公布号为CN116243564A。图片来源:国知局专利摘要显示,本申请实施例公开了一种光刻机,本申请实施例的光刻机采用在掩模板设置位(第二设置位)的出光侧设置投影透镜组,投影透镜组包括第一透镜单元和第二透镜单元,所述第一透镜单元对入射光线的收敛角度大于所述第二透镜单元对所述入射光线的收敛角度。采用投影透镜组对掩模板上的图案进行光线收敛,进而在基板上形成比掩模板上的图案更小的图案,进而达到采用常规掩模板实现精密制程的效果。另外,本实施例采用第一透镜单元用于形成集成电路,第二透镜单元用于形成非集成电路,提高了制程的工作效率以及制程的适应性。据悉,本申请实施例提供一种光刻机,可以减低掩模板的制作难度,同时可以实现更精密的集成电路制作。
  • 《新材料产业“十二五”发展规划》发布
    为培育和发展新材料产业,推动材料工业转型升级,支撑战略性新兴产业发展,加快走中国特色的新型工业化道路,依据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,我部组织制定了《新材料产业“十二五”发展规划》。现印发你们,请结合实际,认真贯彻落实。  工业和信息化部  二〇一二年一月四日  附件:1.《新材料产业“十二五”发展规划》.doc  2.《新材料产业“十二五”重点产品目录》.pdf  前 言  材料工业是国民经济的基础产业,新材料是材料工业发展的先导,是重要的战略性新兴产业。“十二五”时期,是我国材料工业由大变强的关键时期。加快培育和发展新材料产业,对于引领材料工业升级换代,支撑战略性新兴产业发展,保障国家重大工程建设,促进传统产业转型升级,构建国际竞争新优势具有重要的战略意义。  根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》的总体部署,工业和信息化部会同发展改革委、科技部、财政部等有关部门和单位编制了《新材料产业“十二五”发展规划》。本规划是指导未来五年新材料产业发展的纲领性文件,是配置政府公共资源和引导企业决策的重要依据。专栏1 新材料的定义与范围新材料涉及领域广泛,一般指新出现的具有优异性能和特殊功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高和产生新功能的材料,主要包括新型功能材料、高性能结构材料和先进复合材料,其范围随着经济发展、科技进步、产业升级不断发生变化。为突出重点,本规划主要包括以下六大领域:①特种金属功能材料。具有独特的声、光、电、热、磁等性能的金属材料。②高端金属结构材料。较传统金属结构材料具有更高的强度、韧性和耐高温、抗腐蚀等性能的金属材料。③先进高分子材料。具有相对独特物理化学性能、适宜在特殊领域或特定环境下应用的人工合成高分子新材料。④新型无机非金属材料。在传统无机非金属材料基础上新出现的具有耐磨、耐腐蚀、光电等特殊性能的材料。⑤高性能复合材料。由两种或两种以上异质、异型、异性材料(一种作为基体,其他作为增强体)复合而成的具有特殊功能和结构的新型材料。⑥前沿新材料。当前以基础研究为主,未来市场前景广阔,代表新材料科技发展方向,具有重要引领作用的材料。  一、发展现状和趋势  (一)产业现状  经过几十年奋斗,我国新材料产业从无到有,不断发展壮大,在体系建设、产业规模、技术进步等方面取得明显成就,为国民经济和国防建设做出了重大贡献,具备了良好发展基础。  新材料产业体系初步形成。我国新材料研发和应用发端于国防科技工业领域,经过多年发展,新材料在国民经济各领域的应用不断扩大,初步形成了包括研发、设计、生产和应用,品种门类较为齐全的产业体系。  新材料产业规模不断壮大。进入新世纪以来,我国新材料产业发展迅速,2010年我国新材料产业规模超过6500亿元,与2005年相比年均增长约20%。其中,稀土功能材料、先进储能材料、光伏材料、有机硅、超硬材料、特种不锈钢、玻璃纤维及其复合材料等产能居世界前列。  部分关键技术取得重大突破。我国自主开发的钽铌铍合金、非晶合金、高磁感取向硅钢、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、超硬材料、间位芳纶和超导材料等生产技术已达到或接近国际水平。新材料品种不断增加,高端金属结构材料、新型无机非金属材料和高性能复合材料保障能力明显增强,先进高分子材料和特种金属功能材料自给水平逐步提高。  但是,我国新材料产业总体发展水平仍与发达国家有较大差距,产业发展面临一些亟待解决的问题,主要表现在:新材料自主开发能力薄弱,大型材料企业创新动力不强,关键新材料保障能力不足 产学研用相互脱节,产业链条短,新材料推广应用困难,产业发展模式不完善 新材料产业缺乏统筹规划和政策引导,研发投入少且分散,基础管理工作比较薄弱。  (二)发展趋势  当今世界,科技革命迅猛发展,新材料产品日新月异,产业升级、材料换代步伐加快。新材料技术与纳米技术、生物技术、信息技术相互融合,结构功能一体化、功能材料智能化趋势明显,材料的低碳、绿色、可再生循环等环境友好特性倍受关注。发达国家高度重视新材料产业的培育和发展,具有完善的技术开发和风险投资机制,大型跨国公司以其技术研发、资金、人才和专利等优势,在高技术含量、高附加值新材料产品中占据主导地位,对我国新材料产业发展构成较大压力。  从国内看,“十二五”是全面建设小康社会的关键时期,是加快转变经济发展方式的攻坚时期,经济结构战略性调整为新材料产业提供了重要发展机遇。一方面,加快培育和发展节能环保、新一代信息技术、高端装备制造、新能源和新能源汽车等战略性新兴产业,实施国民经济和国防建设重大工程,需要新材料产业提供支撑和保障,为新材料产业发展提供了广阔市场空间。另一方面,我国原材料工业规模巨大,部分行业产能过剩,资源、能源、环境等约束日益强化,迫切需要大力发展新材料产业,加快推进材料工业转型升级,培育新的增长点。专栏2 战略性新兴产业对部分新材料的需求预测01新能源 “十二五”期间,我国风电新增装机6000万千瓦以上,建成太阳能电站1000万千瓦以上,核电运行装机达到4000万千瓦,预计共需要稀土永磁材料4万吨、高性能玻璃纤维50万吨、高性能树脂材料90万吨,多晶硅8万吨、低铁绒面压延玻璃6000万平方米,需要核电用钢7万吨/年,核级锆材1200吨/年、锆及锆合金铸锭2000吨/年。02节能和新能源汽车 2015年,新能源汽车累计产销量将超过50万辆,需要能量型动力电池模块150亿瓦时/年、功率型30亿瓦时/年、电池隔膜1亿平方米/年、六氟磷酸锂电解质盐1000吨/年、正极材料1万吨/年、碳基负极材料4000吨/年;乘用车需求超过1200万辆,需要铝合金板材约17万吨/年、镁合金10万吨/年。03高端装备制造 “十二五”期间,航空航天、轨道交通、海洋工程等高端装备制造业,预计需要各类轴承钢180万吨/年、油船耐腐蚀合金钢100万吨/年、轨道交通大规格铝合金型材4万吨/年、高精度可转位硬质合金切削工具材料5000吨。到2020年,大型客机等航空航天产业发展需要高性能铝材10万吨/年,碳纤维及其复合材料应用比重将大幅增加。04新一代信息技术 预计到2015年,需要8英寸硅单晶抛光片约800万片/年、12英寸硅单晶抛光片480万片/年,平板显示玻璃基板约1亿平方米/年,TFT混合液晶材料400吨/年。05节能环保 “十二五”期间,稀土三基色荧光灯年产量将超过30亿只,需要稀土荧光粉约1万吨/年;新型墙体材料需求将超过230亿平方米/年,保温材料产值将达1200亿元/年 火电烟气脱硝催化剂及载体需求将达到40亿元/年,耐高温、耐腐蚀袋式除尘滤材和水处理膜材料等市场需求将大幅增长。06生物产业 2015年,预计需要人工关节50万套/年、血管支架120万个/年,眼内人工晶体100万个/年,医用高分子材料、生物陶瓷、医用金属等材料需求将大幅增加。可降解塑料需要聚乳酸(PLA)等5万吨/年、淀粉塑料10万吨/年。  二、总体思路  (一)指导思想  深入贯彻落实科学发展观,按照加快培育发展战略性新兴产业的总体要求,紧紧围绕国民经济和社会发展重大需求,以加快材料工业升级换代为主攻方向,以提高新材料自主创新能力为核心,以新型功能材料、高性能结构材料和先进复合材料为发展重点,通过产学研用相结合,大力推进科技含量高、市场前景广、带动作用强的新材料产业化规模化发展,加快完善新材料产业创新发展政策体系,为战略性新兴产业发展、国家重大工程建设和国防科技工业提供支撑和保障。  (二)基本原则  坚持市场导向。遵循市场经济规律,突出企业的市场主体地位,充分发挥市场配置资源的基础作用,重视新材料推广应用和市场培育。准确把握新材料产业发展趋势,加强新材料产业规划实施和政策制定,积极发挥政府部门在组织协调、政策引导、改善市场环境中的重要作用。  坚持突出重点。新材料品种繁多、需求广泛,要统筹规划、整体部署,在鼓励各类新材料的研发生产和推广应用的基础上,重点围绕经济社会发展重大需求,组织实施重大工程,突破新材料规模化制备的成套技术与装备,加快发展产业基础好、市场潜力大、保障程度低的关键新材料。  坚持创新驱动。创新是新材料产业发展的核心环节,要强化企业技术创新主体地位,激发和保护企业创新积极性,完善技术创新体系,通过原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新,突破一批关键核心技术,加快新材料产品开发,提升新材料产业创新水平。  坚持协调推进。加强新材料与下游产业的相互衔接,充分调动研发机构、生产企业和终端用户积极性。加强新材料产业与原材料工业融合发展,在原材料工业改造提升中,不断催生新材料,在新材料产业创新发展中,不断带动材料工业升级换代。加快军民共用材料技术双向转移,促进新材料产业军民融合发展。  坚持绿色发展。牢固树立绿色、低碳发展理念,重视新材料研发、制备和使役全过程的环境友好性,提高资源能源利用效率,促进新材料可再生循环,改变高消耗、高排放、难循环的传统材料工业发展模式,走低碳环保、节能高效、循环安全的可持续发展道路。  (三)发展目标  到2015年,建立起具备一定自主创新能力、规模较大、产业配套齐全的新材料产业体系,突破一批国家建设急需、引领未来发展的关键材料和技术,培育一批创新能力强、具有核心竞争力的骨干企业,形成一批布局合理、特色鲜明、产业集聚的新材料产业基地,新材料对材料工业结构调整和升级换代的带动作用进一步增强。  到2020年,建立起具备较强自主创新能力和可持续发展能力、产学研用紧密结合的新材料产业体系,新材料产业成为国民经济的先导产业,主要品种能够满足国民经济和国防建设的需要,部分新材料达到世界领先水平,材料工业升级换代取得显著成效,初步实现材料大国向材料强国的战略转变。专栏3 “十二五”新材料产业预期发展目标01产业规模 总产值达到2万亿元,年均增长率超过25%。02创新能力 研发投入明显增加,重点新材料企业研发投入占销售收入比重达到5%。建成一批新材料工程技术研发和公共服务平台。03产业结构 打造10个创新能力强、具有核心竞争力、新材料销售收入超150亿元的综合性龙头企业,培育20个新材料销售收入超过50亿元的专业性骨干企业,建成若干主业突出、产业配套齐全、年产值超过300亿元的新材料产业基地和产业集群。04保障能力 新材料产品综合保障能力提高到70%,关键新材料保障能力达到50%,实现碳纤维、钛合金、耐蚀钢、先进储能材料、半导体材料、膜材料、丁基橡胶、聚碳酸酯等关键品种产业化、规模化。05材料换代 推广30个重点新材料品种,实施若干示范推广应用工程。  三、发展重点  (一)特种金属功能材料  稀土功能材料。以提高稀土新材料性能、扩大高端领域应用、增加产品附加值为重点,充分发挥我国稀土资源优势,壮大稀土新材料产业规模。大力发展超高性能稀土永磁材料、稀土发光材料,积极开发高比容量、低自放电、长寿命的新型储氢材料,提高研磨抛光材料产品档次,提升现有催化材料性能和制备技术水平。  稀有金属材料。充分发挥我国稀有金属资源优势,提高产业竞争力。积极发展高纯稀有金属及靶材,大规格钼电极、高品质钼丝、高精度钨窄带、钨钼大型板材和制件、高纯铼及合金制品等高技术含量深加工材料。加快促进超细纳米晶、特粗晶粒等高性能硬质合金产业化,提高原子能级锆材和银铟镉控制棒、高比容钽粉、高效贵金属催化材料发展水平。  半导体材料。以高纯度、大尺寸、低缺陷、高性能和低成本为主攻方向,逐步提高关键材料自给率。开发电子级多晶硅、大尺寸单晶硅、抛光片、外延片等材料,积极开发氮化镓、砷化镓、碳化硅、磷化铟、锗、绝缘体上硅(SOI)等新型半导体材料,以及铜铟镓硒、铜铟硫、碲化镉等新型薄膜光伏材料,推进高效、低成本光伏材料产业化。  其他功能合金。加快高磁感取向硅钢和铁基非晶合金带材推广应用。积极开发高导热铜合金引线框架、键合丝、稀贵金属钎焊材料、铟锡氧化物(ITO)靶材、电磁屏蔽材料,满足信息产业需要。促进高强高导、绿色无铅新型铜合金接触导线规模化发展,满足高速铁路需要。进一步推动高磁导率软磁材料、高导电率金属材料及相关型材的标准化和系列化,提高电磁兼容材料产业化水平。开发推广耐高温、耐腐蚀铁铬铝金属纤维多孔材料,满足高温烟气处理等需求。专栏4 特种金属功能材料关键技术和装备01稀土功能材料技术 开发高纯稀土金属集成化提纯、磁能积加矫顽力大于65的永磁材料、高容量大功率储能材料、稀土合金快冷厚带等生产技术。02稀有金属材料技术 开发多元合金熔炼、大型合金铸锭成分均匀化控制、中间合金制备、超高纯(≥6N)金属加工及清洗、大尺寸超高纯金属靶材微观组织控制、硬质合金全致密化烧结及涂层沉积定向控制等技术。03半导体材料技术 实现8英寸、12英寸硅单晶生长及硅片加工产业化,突破12英寸硅片外延生长等技术,开发多晶硅绿色生产工艺。04其他功能合金技术 开发新一代非晶带材高速连铸工艺、薄规格(0.18-0.20mm)高磁感取向硅钢生产技术、超细超纯铜合金制备加工工艺。05特种金属功能材料关键装备 12-18英寸硅单晶生长的直拉磁场单晶炉,线切割机,高频电磁感应快速加热装置,等静压成套设备,大尺寸、超高真空、超高温烧结炉,熔盐电解精炼设备,高功率电子束熔炼炉,大型化学气相沉积炉等。  (二)高端金属结构材料  高品质特殊钢。以满足装备制造和重大工程需求为目标,发展高性能和专用特种优质钢材。重点发展核电大型锻件、特厚钢板、换热管、堆内构件用钢及其配套焊接材料,加快发展超超临界锅炉用钢及高温高压转子材料、特种耐腐蚀油井管及造船板、建筑桥梁用高强钢筋和钢板,实现自主化。积极发展节镍型高性能不锈钢、高强汽车板、高标准轴承钢、齿轮钢、工模具钢、高温合金及耐蚀合金材料。专栏5 重大装备关键配套金属结构材料01电力 核电用汽轮机转子锻件、发电机转轴锻件、承压壳体材料、换热管材、堆内构件材料、锆合金包壳管等;超超临界火电机组锅炉管、叶片、转子;燃机用高温合金叶片、高温合金轮盘锻件;水电机组用大轴锻件、抗撕裂钢板、薄镜板锻件等。02交通运输 轨道列车用大型多孔异型空心铝合金型材、高速铁路车轮车轴及轴承用钢;车辆用第三代汽车钢及超高强钢、高品质铝合金车身板、变截面轧制板、大型镁合金压铸件、型材及宽幅板材等。03船舶及海洋工程 船用高强度易焊接宽厚板、特种耐腐蚀船板、货油舱和压载舱等相关耐蚀管系材料、殷瓦钢等;海洋工程用高强度特厚齿条钢、大口径高强度无缝管、不锈钢管及配件、深水系泊链、超高强度钢等。04航空航天 高强、高韧、高耐损伤容限铝合金厚、中、薄板,大规格锻件、型材、大型复杂结构铝材焊接件、铝锂合金、大型钛合金材、高温合金、高强高韧钢等。  新型轻合金材料。以轻质、高强、大规格、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳为发展方向,发展高性能铝合金、镁合金和钛合金,重点满足大飞机、高速铁路等交通运输装备需求。积极开发高性能铝合金品种及大型铝合金材加工工艺及装备,加快镁合金制备及深加工技术开发,开展镁合金在汽车零部件、轨道列车等领域的应用示范。积极发展高性能钛合金、大型钛板、带材和焊管等。专栏6 高端金属结构材料关键技术和装备01高品质特殊钢技术 开发超高纯铁(S+P<35ppm)冶炼、大规格铸锭熔铸、大锻件最佳化学成分配比、成型和热处理工艺技术,低成本、低能耗高品质特钢流程技术。02新型轻合金材料技术 发展高洁净、高均匀性合金冶炼和凝固技术,大规格铸锭均质化半连铸技术,大型材等温挤压、拉伸与校正技术,复杂锻件等温模锻、铝合金板材新型轧制、中厚板(80-200mm)固溶淬火、预拉伸与多级时效技术,高性能铸造镁合金及高强韧变形镁合金制备、低成本镁合金大型型材和宽幅板材加工、腐蚀控制及防护技术,钛合金冷床炉熔炼、15吨以上铸锭加工、2吨以上模锻件锻压、型材挤压、异型管棒丝材成型和残料回收技术。03高端金属结构材料关键装备 开发高功率(单枪功率≥500Kw)电子束炉和等离子炉,大型特钢精炼真空电渣炉,高纯净大规格铝锭半连铸装备,等温模锻、等温挤压、固溶淬火、三级时效等装备,大型厚板预拉伸、时效成型热压及超声摩擦搅拌焊接装备,8吨以上钛合金熔炼真空自耗电弧炉,30MN以上镁合金压铸机和挤压机,大面积等温焊接等成套装备。  (三)先进高分子材料  特种橡胶。自主研发和技术引进并举,走精细化、系列化路线,大力开发新产品、新牌号,改善产品质量,努力扩大规模,力争到2015年国内市场满足率超过70%。扩大丁基橡胶(IIR)、丁腈橡胶(NBR)、乙丙橡胶(EPR)、异戊橡胶(IR)、聚氨酯橡胶、氟橡胶及相关弹性体等生产规模,加快开发丙烯酸酯橡胶及弹性体、卤化丁基橡胶、氢化丁腈橡胶、耐寒氯丁橡胶和高端苯乙烯系弹性体、耐高低温硅橡胶、耐低温氟橡胶等品种,积极发展专用助剂,强化为汽车、高速铁路和高端装备制造配套的高性能密封、阻尼等专用材料开发。  工程塑料。围绕提高宽耐温、高抗冲、抗老化、高耐磨和易加工等性能,加强改性及加工应用技术研发,扩大国内生产,尽快增强高端品种供应能力。加快发展聚碳酸酯(PC)、聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯醚(PP0)和聚苯硫醚(PPS)等产品,扩大应用范围,提高自给率。积极开发聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等新型聚酯、特种环氧树脂和长碳链聚酰胺、耐高温易加工聚酰亚胺等新产品或高端牌号。力争到2015年国内市场满足率超过50%。  其他功能性高分子材料。巩固有机硅单体生产优势,大力发展硅橡胶、硅树脂等有机硅聚合物产品。着力调整含氟聚合物产品结构,重点发展聚全氟乙丙烯(FEP)、聚偏氟乙烯(PVDF)及高性能聚四氟乙烯等高端含氟聚合物,积极开发含氟中间体及精细化学品。加快电解用离子交换膜、电池隔膜和光学聚酯膜的技术开发及产业化进程,鼓励液体、气体分离膜材料开发、生产及应用。大力发展环保型高性能涂料、长效防污涂料、防水材料、高性能润滑油脂和防火隔音泡沫材料等品种。专栏7 先进高分子材料关键技术和装备01核心技术 加强基础聚合物制备、集成创新和成套工艺技术研究,开发分子结构设计、分子量控制及工艺参数控制等先进聚合技术。加快PA6高压前聚工艺技术、PBT直接酯化法生产技术、PC酯交换和PI技术产业化。突破φ4000mm甲基流化床、φ1200mm苯基沸腾床等有机硅单体合成技术。开发反应体系配方设计和后处理工艺,材料改性和加工成型技术以及配套助剂,可降解及回收材料技术等。02关键装备 开发大型在线检测控制聚合反应器、流化干燥床、脱气釜、汽提釜、直接脱挥装置、螺杆聚合反应器、先进混炼机、专用模具、高速挤出和大型注射成型设备、大型无水无氧聚合反应器等。  (四)新型无机非金属材料  先进陶瓷。重点突破粉体及先驱体制备、配方开发、烧制成型和精密加工等关键环节,扩大耐高温、耐磨和高稳定性结构功能一体化陶瓷生产规模。重点发展精细熔融石英陶瓷坩埚、陶瓷过滤膜和新型无毒蜂窝陶瓷脱硝催化剂等产品。积极发展超大尺寸氮化硅陶瓷、烧结碳化硅陶瓷、高频多功能压电陶瓷及超声换能用压电陶瓷。大力发展无铅绿色陶瓷材料。建立高纯陶瓷原料保障体系。  特种玻璃。以满足建筑节能、平板显示和太阳能利用等领域需求为目标,加快特种玻璃产业化,增强产品自给能力。重点发展平板显示玻璃(TFT/PDP/OLED),鼓励发展应用低辐射(Low-E)镀膜玻璃、涂膜玻璃、真空节能玻璃及光伏电池透明导电氧化物镀膜(TCO)超白玻璃。加快发展高纯石英粉、石英玻璃及制品,促进高纯石英管、光纤预制棒产业化。积极发展长波红外玻璃、无铅低温封接玻璃、激光玻璃等新型玻璃品种。  其他特种无机非金属材料。巩固人造金刚石和立方氮化硼超硬材料、激光晶体和非线性晶体等人工晶体技术优势,大力发展功能性超硬材料和大尺寸高功率光电晶体材料及制品。积极发展高纯石墨,提高锂电池用石墨负极材料质量,加快研发核级石墨材料。大力发展非金属矿及其深加工材料。开发高性能玻璃纤维、连续玄武岩纤维、高性能摩擦材料和绿色新型耐火材料等产品。加快推广新型墙体材料、无机防火保温材料,壮大新型建筑材料产业规模。专栏8 新型无机非金属材料关键技术和装备01先进陶瓷技术 开发高纯超细陶瓷粉体及先驱体制备、陶瓷蜂窝结构设计技术。02特种玻璃技术 开发超薄玻璃基板成型、低辐射镀膜玻璃膜系设计与制备、高纯石英粉(≥5N)合成和光纤管(金属杂质<1ppm)制备技术、电子专用石英玻璃及制品制备技术、6代以上TFT-LCD玻璃基板及OLED玻璃基板制备技术。03其他特种无机非金属材料技术 开发高纯石墨(≥4N)电加热连续式化学提纯、高温连续式绝氧气氛窑生产、柔性石墨碾压法和挤压法加工技术,半导体用石墨保温材料加工技术,人工晶体生长及加工等技术。04新型无机非金属材料关键装备 开发6代以上TFT-LCD用玻璃基板窑炉,气氛加压陶瓷烧结炉,超硬材料用大型压机、大功率(30-100kw)微波等离子体和超大面积(150-300mm2)热灯丝CVD金刚石膜成套装备,高纯石墨用高温(3000-3500℃)各项同性等静压机,(炉内氧含量≤1000ppm)连续式绝氧气氛窑,石墨负极材料包覆和炭化装备等。  (五)高性能复合材料  树脂基复合材料。以低成本、高比强、高比模和高稳定性为目标,攻克树脂基复合材料的原料制备、工业化生产及配套装备等共性关键问题。加快发展碳纤维等高性能增强纤维,提高树脂性能,开发新型超大规格、特殊结构材料的一体化制备工艺,发展风电叶片、建筑工程、高压容器、复合导线及杆塔等专用材料,加快在航空航天、新能源、高速列车、海洋工程、节能与新能源汽车和防灾减灾等领域的应用。专栏9 高性能增强纤维发展重点01碳纤维 加强高强、高强中模、高模和高强高模系列品种攻关,实现千吨级装置稳定运转,提高产业化水平,扩大产品应用范围。02芳纶 扩大间位芳纶(1313)生产规模,突破对位芳纶(1414)产业化瓶颈,拓展在蜂巢结构、绝缘纸等领域的应用。03超高分子量聚乙烯纤维 积极发展高性能聚乙烯纤维(UHMWPE)干法纺丝技术及产品,突破纺丝级专用树脂生产技术,降低生产成本。04新型无机非金属纤维 积极发展高强、低介电、高硅氧、耐碱等高性能玻璃纤维及制品,大力发展连续玄武岩、氮化硼和岩棉等新型无机非金属纤维品种。05其他高性能纤维材料 积极发展聚苯硫醚、聚[2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑]、芳砜纶、聚酰亚胺、对苯基并双噁唑纤维等新品种。  碳/碳复合材料。以耐高温、耐烧蚀、耐磨损及结构功能一体化为重点,加强材料预成型、浸渍渗碳及快速制备工艺研究。积极开发各类高温处理炉、气氛炉所需要的保温筒、发热体和坩埚等材料,推广碳/碳复合材料刹车片、高温紧固件等在运输装备、高温装备中的应用。  陶瓷基复合材料。进一步提高特种陶瓷基体和碳化硅、氮化硅、氧化铝等增强纤维,以及新型颗粒、晶须增强材料及陶瓷先驱体制备技术水平,加快在削切工具、耐磨器件和航空航天等领域的应用。  金属基复合材料。发展纤维增强铝基、钛基、镁基复合材料和金属层状复合材料,进一步实现材料轻量化、智能化、高性能化和多功能化,加快应用研究。专栏10 高性能复合材料关键技术和装备01核心技术 重点突破聚合、纺丝、预氧化、碳化等高性能聚丙烯腈基碳纤维产业化关键技术,芳纶纤维聚合、纺丝及溶剂回收技术等。开发陶瓷基复合材料烧结、渗透等制备加工技术,碳/碳复合材料液相浸渍、渗碳及快速制备工艺,开发纤维增强型树脂基复合材料缠绕、铺放、热融预浸、真空辅助树脂转移成型(VARTM)技术。02关键装备 重点突破碳纤维用大容量聚合釜、饱和蒸汽牵伸、宽口径高温碳化、恒张力收丝装置,芳纶用耐强腐蚀高精度双螺杆聚合装置,复合材料用多轴缠绕机、热融预浸机、纤维铺放机、超高温热压成型设备。  (六)前沿新材料  纳米材料。加强纳米技术研究,重点突破纳米材料及制品的制备与应用关键技术,积极开发纳米粉体、纳米碳管、富勒烯、石墨烯等材料,积极推进纳米材料在新能源、节能减排、环境治理、绿色印刷、功能涂层、电子信息和生物医用等领域的研究应用。  生物材料。积极开展聚乳酸等生物可降解材料研究,加快实现产业化,推进生物基高分子新材料和生物基绿色化学品产业发展。加强生物医用材料研究,提高材料生物相容性和化学稳定性,大力发展高性能、低成本生物医用高端材料和产品,推动医疗器械基础材料升级换代。  智能材料。加强基础材料研究,开发智能材料与结构制备加工技术,发展形状记忆合金、应变电阻合金、磁致伸缩材料、智能高分子材料和磁流变液体材料等。  超导材料。突破高度均匀合金的熔炼及超导线材制备技术,提高铌钛合金和铌锡合金等低温超导材料工程化制备技术水平,发展高温超导千米长线、高温超导薄膜材料规模化制备技术,满足核磁共振成像、超导电缆、无线通信等需求。  四、区域布局  按照国家区域发展总体战略和主体功能区定位,立足现有材料工业基础,结合各地科技人才条件、市场需求、资源优势和环境承载能力,大力发展区域特色新材料,加快新材料产业基地建设,促进新材料产业有序、集聚和快速发展。  推进区域新材料产业协调发展。巩固扩大东部地区新材料产业优势,瞄准国际新材料产业发展方向,加大研发投入,引领产业技术创新,着力形成环渤海、长三角和珠三角三大综合性新材料产业集群。充分利用中部地区雄厚的原材料工业基础,加快新材料产业技术创新,大力发展高技术含量、高附加值的精深加工产品,不断壮大新材料产业规模。积极发挥西部地区资源优势,加强与东中部地区经济技术合作,依托重点企业,加快促进资源转化,推进军民融合,培育一批特色鲜明、比较优势突出的新材料产业集群。  有序建设重点新材料产业基地。特种金属功能材料要立足资源地和已有产业基地,促进资源综合利用,着力提高技术水平 高端金属结构材料要充分依托现有大中型企业生产装备,加快技术改造和产品升级换代,严格控制新布点项目 先进高分子材料应坚持集中布局、园区化发展,注重依托烯烃工业基地,围绕下游产业布局 新型无机非金属材料应在现有基础上适当向中西部地区倾斜 高性能复合材料原则上靠近市场布局,碳纤维等增强纤维在产业化和应用示范取得重大突破前原则上限制新建项目。专栏11 重点新材料产业基地01稀土功能材料基地 重点建设北京、内蒙古包头、江西赣州、四川凉山及乐山、福建龙岩、浙江宁波等稀土新材料产业基地。02稀有金属材料基地 重点建设陕西西安、云南昆明稀有金属材料综合产业基地,福建厦门、湖南株洲硬质合金材料基地。加快在中西部资源优势地区建设一批钼、钽、铌、铍、锆等特色稀有金属新材料产业基地。03高品质特殊钢基地 以上海、江苏江阴等为中心,重点建设华东高品质特殊钢综合生产基地。依托鞍山、大连等老工业基地,打造东北高品质特殊钢基地。在山西太原、湖北武汉、河南舞阳、天津等地建设若干专业化高品质特殊钢生产基地。04新型轻合金材料基地 重点建设陕西关中钛合金材料基地,重庆、山东龙口和吉林辽源新型铝合金材料基地,山西闻喜、宁夏石嘴山新型镁合金材料基地。05特种橡胶基地 重点建设北京、广东茂名、湖南岳阳、甘肃兰州、吉林、重庆等特种橡胶基地。06工程塑料基地 重点建设江苏苏东、上海、河南平顶山工程塑料生产基地及广东改性材料加工基地。07高性能氟硅材料基地 重点建设浙江、江苏、山东淄博、江西九江、四川成都高性能氟硅材料基地。08特种玻璃基地 重点建设陕西咸阳、江苏、广东、河南洛阳、安徽特种玻璃基地。09先进陶瓷基地 重点建设山东、江苏、浙江先进陶瓷基地。10高性能复合材料基地 重点建设江苏连云港、山东威海、吉林碳纤维及其复合材料基地,重庆、山东泰安、浙江嘉兴等高性能玻璃纤维及其复合材料基地,北京、广东、山东等树脂基复合材料基地,湖南碳/碳复合材料基地,四川成都综合性复合材料基地。  五、重大工程  “十二五”期间,集中力量组织实施一批重大工程和重点项目,突出解决一批应用领域广泛的共性关键材料品种,提高新材料产业创新能力,加快创新成果产业化和示范应用,扩大产业规模,带动新材料产业快速发展。  (一)稀土及稀有金属功能材料专项工程  工程目标:力争到2015年,高性能稀土及稀有金属功能材料生产技术迈上新台阶,部分技术达到世界先进水平,在高新技术产业领域推广应用达到70%以上。  主要内容:组织开发高磁能积新型稀土永磁材料等产品生产工艺,推进高矫顽力、耐高温钕铁硼磁体及钐钴磁体,各向同性钐铁氮粘结磁粉及磁体产业化,新增永磁材料产能2万吨/年。加快开发电动车用高容量、高稳定性新型储氢合金,新增储氢合金粉产能1.5万吨/年。推进三基色荧光粉,3D显示短余辉荧光粉,白光LED荧光粉产业化,新增发光材料产能0.5万吨/年。加快高档稀土抛光粉、石油裂化催化材料、汽车尾气净化催化材料产业化,新增抛光粉产能0.5万吨/年、催化剂材料0.5万吨/年。组织开发硬质合金涂层材料、功能梯度硬质合金和高性能钨钼材料,新增高性能硬质合金产能5000吨/年、钨钼大型制件4000吨/年、钨钼板带材能3000吨/年。推进原子能级锆管、银铟镉控制棒材产业化,形成锆管产能1000吨/年。  (二)碳纤维低成本化与高端创新示范工程  工程目标:到2015年,碳纤维产能达到1.2万吨,基本满足航空航天、风力发电、运输装备等需求。  主要内容:组织开发聚丙烯腈基(PAN)碳纤维的原丝产业化生产技术,突破预氧化炉、高低温碳化炉、恒张力收丝机、高温石墨化炉等关键装备制约,开发专用纺丝油剂和碳纤维上浆剂。围绕聚丙烯腈基(PAN)碳纤维及其配套原丝开展技术改造,提高现有纤维的产业化水平,实现GQ3522[①]型(拉伸强度3500-4500MPa,拉伸模量220-260GPa)千吨级装备的稳定运转,降低生产成本。加强GQ4522(拉伸强度≥4500MPa,拉伸模量220-260GPa)、QZ5526(拉伸强度≥5500MPa,拉伸模量≥260GPa)等系列品种技术攻关,实现产业化。开展大功率风机叶片、电力传输、深井采油、建筑工程、交通运输等碳纤维复合材料应用示范。  (三)高强轻型合金材料专项工程  工程目标:到2015年,关键新合金品种开发取得重大突破,形成高端铝合金材30万吨、高端钛合金材2万吨、高强镁合金压铸及型材和板材15万吨的生产能力,基本满足大飞机、轨道交通、节能与新能源汽车等需求。  主要内容:组织开发汽车用6000系铝合金板材,实现厚度0.7-2.0mm、宽幅1600-2300mm汽车铝合金板的产业化 加快完善高速列车用宽度大于800mm、直径大于250mm、长度大于30m的大型铝型材工艺技术,促进液化天然气储运用铝合金板材等重点产品产业化 积极开发航空航天用2000系、7000系、6000系、铝锂合金等超高强80-200mm铝合金中厚板及型材制品,复杂锻件及模锻件。开发高强高韧、耐蚀新型钛合金和冷床炉熔炼、型材挤压技术,推进高性能Φ300mm以上钛合金大规格棒材,厚度4-100mm、宽度2500mm热轧钛合金中厚板,厚度0.4-1.0mm、宽幅1500mm冷轧钛薄板,大卷重(单重3吨以上)钛带等产品产业化。推进低成本AZ、AM系列镁合金压铸,低成本AZ系列镁合金挤压型材和板材产业化,开展镁合金轮毂、大截面型材、宽幅1500mm以上板材、高性能铸锻件等应用示范。  (四)高性能钢铁材料专项工程  工程目标:到2015年,形成年产高品质钢800万吨的生产能力,基本满足核电、高速铁路等国家重点工程以及船舶及海洋工程、汽车、电力等行业对高性能钢材的需要。  主要内容:组织开发具有高强、耐蚀、延寿等综合性能好的高品质钢材。重点推进核电压力容器大锻件508-3系列、蒸汽发生器690传热管、AP1000整体锻造主管道316LN等关键钢种的研发生产,实现核电钢成套供应能力。提升超超临界锅炉大口径厚壁无缝管生产水平,形成年产50万吨生产能力。加快开发船用特种耐蚀钢和耐蚀钢管,分别形成年产100万吨和10万吨生产能力。开发高速铁路车轮、车轴、轴承等关键钢材,形成年产5万套生产能力。开发长寿命齿轮钢、螺栓钢、磨具钢、弹簧钢、轴承钢和高速钢等基础零件用钢,形成年产300万吨生产能力。开展DPT、TRIP、热成形、第三代汽车钢、TWIP等高强汽车板生产和应用示范,形成年产300万吨生产能力。大力实施非晶带材、高磁感取向硅钢等应用示范。  (五)高性能膜材料专项工程  工程目标:到2015年,实现水处理用膜、动力电池隔膜、氯碱离子膜、光学聚酯膜等自主化,提高自给率,满足节能减排、新能源汽车、新能源的发展需求。  主要内容:积极开发反渗透、纳滤、超滤和微滤等各类膜材料和卷式膜、帘式膜、管式膜、平板膜等膜组件和膜组器,满足海水淡化与水处理需求。提高氯碱用全氟离子交换膜生产工艺水平,组织开发动力电池用高性能电池隔膜、关键装备和全氟离子交换膜及其配套含氟磺酸、含氟羧酸树脂,实现产业化。建成氯碱全氟离子交换膜 50万平方米/年、动力电池用全氟离子交换膜20万平方米/年、及其配套全氟磺酸树脂和全氟羧酸树脂,加快发展聚氟乙烯(PVF)太阳能电池用膜。  (六)先进电池材料专项工程  工程目标:先进储能材料、光伏材料产业化取得突破,基本满足新能源汽车、太阳能高效利用等需求。  主要内容:组织开发高效率、大容量(≥150mAh/g)、长寿命(大于2000次)、安全性能高的磷酸盐系、镍钴锰三元系、锰酸盐系等锂离子电池正极材料,新增正极材料产能4.5万吨/年,推进石墨和钛酸盐类负极材料产业化,新增负极材料产能2万吨/年,加快耐高温、低电阻隔膜和电解液的开发,积极开发新一代锂离子动力电池及材料,着力实现自主化。开发高转化效率、低成本光伏电池多晶硅材料产业化技术,研发新型薄膜电池材料。加快推进超白TCO导电玻璃等关键产品产业化,形成产能5000万平米/年。积极发展太阳能真空集热管,推动太阳能光热利用。开展大容量钠硫城网大储能电池研究,完成大功率充放电,电池寿命10年以上,实现10MW示范电站并网。  (七)新型节能环保建材示范应用专项工程  工程目标:到2015年,高强度钢筋使用比例达到80%,建筑节能玻璃比例达到50%,新型墙体材料比例达到80%,加快实现建筑材料换代升级。  主要内容:组织推广400MPa以上高强度钢筋、高效阻燃安全保温隔热材料、新型墙体材料、超薄型陶瓷板(砖)、无机改性塑料、木塑等复合材料、Low-E中空/真空玻璃、涂膜玻璃、智能玻璃等建筑节能玻璃。提高建筑材料抗震防火和隔音隔热性能,加快绿色建材产业发展,扩大应用范围,推动传统建材向新型节能环保建材跨越。  (八)电子信息功能材料专项工程  工程目标:提高相关配套材料的国产率,获取原创性成果,抢占战略制高点,力争掌握一批具有自主知识产权的核心技术。  主要内容:着力突破大尺寸硅单晶抛光片、外延片等关键基础材料产业化瓶颈 大力发展砷化镓等半导体材料及石墨和碳素系列保温材料,推动以碳化硅单晶和氮化镓单晶为代表的第三代半导体材料产业化进程 积极发展4英寸以上蓝宝石片、大尺寸玻璃基板、电极浆料、靶材、荧光粉、混合液晶材料等平板显示用材 促进碲镉汞外延薄膜材料、碲锌镉基片材料、红外及紫外光学透波材料、高功率激光晶体材料等传感探测材料的技术水平和产业化能力提升 突破超薄软磁非晶带材工程化制备技术,加快高频覆铜板材料、BT树脂、电子级环氧树脂、电子铜箔、光纤预制棒、特种光纤、通信级塑料光纤、高性能磁性材料、高频多功能压电陶瓷材料等新型元器件材料研发和产业化步伐。推动材料标准化、器件化、组件化,提高产业配套能力。  (九)生物医用材料专项工程  工程目标:提高人民健康水平、降低医疗成本,提高生物医用材料自主创新能力和产业规模。  主要内容:大力发展医用高分子材料、生物陶瓷、医用金属及合金等医用级材料及其制品,满足人工器官、血管支架和体内植入物等产品应用需求。推动材料技术与生命科学、临床医学等领域融合发展,降低研发风险和生产成本,提高产业规模。  (十)新材料创新能力建设专项工程  工程目标:提升新材料产业主要环节自主创新能力。  主要内容:进一步加大关键实验仪器、研发设备、控制系统的投入力度,建设一批具有较大规模、多学科融合的高层次新材料研发中心,重点开展材料的组份设计、模拟仿真、原料制备等基础研究,研发推广材料延寿、绿色制备、纳米改性、材料低成本和循环利用等共性技术,开发氧氮分析仪、高温测试仪、超声检测仪、扫描电子显微镜等专用设备。在重点新材料领域,建立和完善30个新材料研究开发、分析测试、检验检测、信息服务、推广应用等专业服务平台,推动新材料标准体系建设和应用设计规范制订,促进新材料创新成果产业化和推广应用。  六、保障措施  (一)加强政策引导和行业管理  落实《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》要求,建立和完善新材料产业政策体系,加强新材料产业政策与科技、金融、财税、投资、贸易、土地、资源和环保等政策衔接配合。制定和完善行业准入条件,发布重点新材料产品指导目录,实施新材料产业重大工程。推进组建新材料产业协会。建立健全新材料产业统计监测体系,把握行业运行动态,及时发布相关信息,避免盲目发展与重复建设,引导和规范新材料产业有序发展。  (二)制定财政税收扶持政策  建立稳定的财政投入机制,通过中央财政设立的战略性新兴产业发展专项资金等渠道,加大对新材料产业的扶持力度,开展重大示范工程建设,重点支持填补国内空白、市场潜力巨大、有重大示范意义的新材料产品开发和推广应用。各有关地方政府也要加大对新材料产业的投入。充分落实、利用好现行促进高新技术产业发展的税收政策,开展新材料企业及产品认证,完善新材料产业重点研发项目及示范工程相关进口税收优惠政策。积极研究制定新材料“首批次”应用示范支持政策。  (三)建立健全投融资保障机制  加强政府、企业、科研院所和金融机构合作,逐步形成“政产学研金”支撑推动体系。制定和完善有利于新材料产业发展的风险投资扶持政策,鼓励和支持民间资本投资新材料产业,研究建立新材料产业投资基金,发展创业投资和股权投资基金,支持创新型和成长型新材料企业,加大对符合政策导向和市场前景的项目支持力度。鼓励金融机构创新符合新材料产业发展特点的信贷产品和服务,合理加大信贷支持力度,在国家开发银行等金融机构设立新材料产业开发专项贷款,积极支持符合新材料产业发展规划和政策的企业、项目和产业园区。支持符合条件的新材料企业上市融资、发行企业债券和公司债券。  (四)提高产业创新能力  加强新材料学科建设,加大创新型人才培养力度,改革和完善企业分配和激励机制,完善创新型人才评价制度,建立面向新材料产业的人才服务体系。鼓励企业建立新材料工程技术研究中心、工程实验室、企业技术中心、技术开发中心,不断提高企业技术水平和研发能力。围绕材料换代升级,建立若干技术创新联盟和公共服务平台,组织实施重点新材料关键技术研发、产业创新发展、创新成果产业化、应用示范和创新能力建设等重大工程,发挥引领带动作用,促进新材料产业全面发展。  (五)培育优势核心企业  发挥重点新材料企业的支撑和引领作用,通过强强联合、兼并重组,加快培育一批具有一定规模、比较优势突出、掌握核心技术的新材料企业。鼓励原材料工业企业大力发展精深加工和新材料产业,延伸产业链,提高附加值,推动传统材料工业企业转型升级。高度重视发挥中小企业的创新作用,支持新材料中小企业向“专、精、特、新”方向发展,提高中小企业对大企业、大项目的配套能力,打造一批新材料“小巨人”企业。鼓励建立以优势企业为龙头,联合产业链上下游核心企业的产业联盟,形成以新材料为主体、上下游紧密结合的产业体系。  (六)完善新材料技术标准规范  瞄准国际先进水平,立足自主技术,健全新材料标准体系、技术规范、检测方法和认证机制。加快制定新材料产品标准,鼓励产学研用联合开发重要技术标准,积极参与新材料国际标准制定,加快国外先进标准向国内标准的转化。加强新材料品牌建设和知识产权保护,鼓励建立重要新材料专利联盟。加快建立新材料检测认证平台,加强产品质量监督,建立新材料产品质量安全保障机制。  (七)大力推进军民结合  充分利用我国已有军工新材料产业发展的技术优势,优化配置军民科技力量和产业资源,推进国防科技成果加速向经济建设转化,促进军民新材料技术在基础研究、应用开发、生产采购等环节有机衔接,加快军民共用新材料产业化、规模化发展。鼓励优势新材料企业积极参与军工新材料配套,提高企业综合实力,实现寓军于民。建立军民人才交流与技术成果信息共享机制,积极探索军民融合的市场化途径,推动军民共用材料技术的双向转移和辐射。  (八)加强资源保护和综合利用  高度重视稀土、稀有金属、稀贵金属、萤石、石墨、石英砂、优质高岭土等我国具有优势的战略性资源保护,加强战略性资源储备,支持有条件的企业开展境外资源开发与利用,优化资源全球化配置,为新材料产业持续发展提供保障。合理规划资源开发规模,整顿规范矿产资源开发秩序,依法打击滥采乱挖,提高资源回采率。积极开发材料可再生循环技术,大力发展循环经济,促进资源再生与综合利用。加大短缺资源地质勘查力度,增加资源供给。  (九)深化国际合作交流  鼓励企业充分利用国际创新资源,开展人才交流与国际培训,引进境外人才队伍、先进技术和管理经验,积极参与国际分工合作。鼓励境外企业和科研机构在我国设立新材料研发机构,支持符合条件的外商投资企业与国内新材料企业、科研院校合作申请国家科研项目。支持企业并购境外新材料企业和技术研发机构,参加国际技术联盟,申请国外专利,开拓国际市场,加快国际化经营。
  • 中科院微电子所在极紫外光刻基板缺陷补偿方面取得新进展
    近日,微电子所集成电路先导工艺研发中心在极紫外光刻基板缺陷补偿方面取得新进展。 与采用波长193nm的深紫外(DUV)光刻使用的掩模不同,极紫外(EUV)光刻的掩模采用反射式设计,其结构由大约由40层Mo和Si组成的多层膜构成。在浸没式光刻技术的技术节点上,基板制造和掩模制造已足够成熟,掩模缺陷的密度和尺寸都在可接受的水平。但是在EUV光刻系统中,由于反射率及掩模阴影效应的限制,掩模基板缺陷是影响光刻成像质量、进而导致良率损失的重要因素之一。 基于以上问题,微电子所韦亚一研究员课题组与北京理工大学马旭教授课题组合作,提出了一种基于遗传算法的改进型掩模吸收层图形的优化算法。该算法采用基于光刻图像归一化对数斜率和图形边缘误差为基础的评价函数,采用自适应编码和逐次逼近的修正策略,获得了更高的修正效率和补偿精度。算法的有效应性通过对比不同掩模基板缺陷的矩形接触孔修正前后的光刻空间像进行了测试和评估,结果表明,该方法能有效地抑制掩模基板缺陷的影响,提高光刻成像结果的保真度,并且具有较高的收敛效率和掩模可制造性。 基于本研究成果的论文Compensation of EUV lithography mask blank defect based on an advanced genetic algorithm近期发表在《光学快报》期刊上[Optics Express, Vol. 29, Issue 18, pp. 28872-28885 (2021),DOI: 10.1364/OE.434787],微电子所博士生吴睿轩为该文第一作者。微电子所韦亚一研究员为该文通讯作者。此项研究得到国家自然科学基金、国家重点研究开发计划、北京市自然科学基金、中科院的项目资助。图1 (a)优化算法流程 (b)自适应分段策略样例 (c) 自适应分段的合并与分裂 图2 (a)对不同大小的基板缺陷的补偿仿真结果 (b) 对不同位置的基板缺陷的补偿仿真结果 (c) 对复杂图形的基板缺陷的补偿仿真结果 (d) 对不同位置的基板缺陷的补偿、使用不同优化算法,目标函数收敛速度的比较
  • 御微半导体:首台掩模基板缺陷检测产品交付国内先进掩模厂
    5月12日,御微首台掩模基板缺陷检测产品Halo-100在御微合肥成功发运,并顺利交付国内先进掩模厂。御微半导体官方消息显示,其Halo-100设备是御微“掩模全生命周期质量控制”产品线的第二款产品,以高精度光学系统、高稳定性运动台系统以及高洁净度环控与传输系统为基础,结合御微半导体专有的算法和软件系统,实现了针对掩模基板(blank)缺陷检测的需求,并将掩模检测的应用领域拓展至掩模厂来料检和掩模基板厂全制程控制检。据介绍,在掩模基板厂中,Halo-100设备可以运用在玻璃基板来料检、多层镀膜过程检和成品出货检等环节,助力客户在每个制程节点监测洁净度情况。
  • 关于举办2023年国际汽车新材料大会第一轮通知
    关于举办2023年国际汽车新材料大会第一轮通知各有关单位:为搭建节能与新能源汽车新材料国际技术交流与产业对接平台,中国汽车工程学会、芜湖市人民政府、奇瑞控股集团有限公司、汽车轻量化技术创新战略联盟将于2023年3月30-31日在安徽省芜湖市联合举办“2023年国际汽车新材料大会(IANMC2023)”,现将有关内容通知如下:一、大会组织机构 主办单位中国汽车工程学会、芜湖市人民政府、奇瑞控股集团有限公司、汽车轻量化技术创新战略联盟协办单位电动汽车产业技术创新战略联盟、国际氢能燃料电池协会、芜湖新能源汽车产业协会、芜湖新能源汽车产业基地承办单位奇瑞新能源汽车股份有限公司、国汽轻量化(江苏)汽车技术有限公司、芜湖市高新区、芜湖市科学技术协会、安徽智数汽 车科技有限公司二、大会主要活动大会拟邀请国内外院士、知名材料领域200多位,分享节能与新能源汽车行业用“新材料”及其前沿技术发展动态。为此,设置了2个主会场和1场汽车材料高峰论坛(邀请制)、5-6个新材料分会场,届时将有近70场技术报告,预计将有来自国内外主要材料企业、汽车企业、高校及科研院所200多家单位500-600人参会。1、主会场主题1) 节能与功能新材料:重点分享满足轻量化车身、底盘等系统的结构、功能及环保性、“双碳”战略等要求的新材料种类及其最新、最前沿技术动态; 2) 新能源系统新材料:分享智能驾舱、燃料电池、动力电池等核心产品用新材料及其前沿技术动态;探讨电动化、轻量化、智能化对新材料发展需求。2、分会场议题(持续更新中)1) 节能环保新材料:主要聚焦免热处理铝合金材料、无镀层新型汽车钢、高性能弹性体、特种工程塑料、树脂基复合材料(A面覆盖件/高韧高强复合材料/热塑性碳纤维复合材料)、镁合金板材、铝合金导线、可回收新材料、低气味材料、生物基材料(纤维/纳米级材料)、新型涂料(如无溶剂涂料/反应式成型涂料/免喷涂高分子材料)、环保型电解液等轻量化和环保领域用新材料;2) 智能与显示新材料:主要聚焦发光材料、显示材料、高质感材料等显示材料和大尺寸硅材料、碳化硅等高端电子材料及光通信、光电显示、电路板、电子元器件、功能性胶类等电子信息材料;3) 燃料电池新材料:主要聚焦储氢系统材料(如氢气瓶)、质子交换膜材料、双极板材料、正负极材料、气体扩散层材料、催化剂材料等;4) 动力电池新材料:主要聚焦磷酸铁锂/钠离子等新型正极材料、三元正极材料、负极材料、隔膜材料、气凝胶等;5) 电机系统新材料:主要聚焦硅钢片、稀土永磁材料、绝缘材料等;6) 国际汽车新材料:拟邀请中国、德国等国内外专家分享国际上汽车新材料开发经验及其前沿技术发展动态,探索建立国际上双方或多方协同合作创新模式。三、大会时间和地点1)大会时间:2023年3月30-31日2)大会地点:安徽芜湖四、大会语言中文、英文(将配有同传翻译)。五、报名及合作收费1、大会参会报名方式如下:https://www.altc.site/index.html;2、大会合作方案及收费标准见附件。注:2021年、2022年已签署参展和报告赞助的企业,因疫情耽误没有履行的协议将继续生效。六、报名及联系方式联系人:张子诺(技术报告) 电 话:18342786722 邮 箱:zzn@sae-china.org 联系人:张瑞萍(新技术发布)电 话:18156085929邮 箱:marketing@qichecailiao.com联系人:熊路(招商) 电 话:18580306713 邮 箱:xionglu@sae-china.org 轻量化联盟单位参展联系人:贾彦敏电 话:17710205665邮 箱:jym@sae-china.org2023年国际汽车新材料大会第一轮通知.pdf
  • 中京电子加速布局半导体封装核心基材领域
    12月29日晚间,中京电子发布公告称,公司与江门盈骅光电科技有限公司(简称“盈骅光电”)签署股权转让协议,拟使用自有资金1000万元人民币购买盈骅光电所持有的广东盈骅新材料科技有限公司(简称“盈骅新材”)1.4286%的股权。对于此次交易目的,中京电子在公告中指出,盈骅新材为目前国内封装载板基材的先进企业,已实现BT材料等半导体封装基材的批量供货。本次交易,有利于公司切入半导体上游材料领域,并与公司 IC载板业务形成良好的技术与客户协同,符合公司的战略发展方向。同时,中京电子表示,公司积极关注产业链协同发展和半导体材料进口替代进程,增强供应链快速响 应机制和保障机制,本次交易有利于促进公司IC载板业务的长期发展。据了解,半导体封装基板(IC载板)系中京电子重点发展的战略产品,而封装基板材料(BT/ABF)是IC载板等半导体先进封装材料的核心基础材料,但目前主要由日本三菱瓦斯、味之素等国外厂商垄断。而盈骅新材长期致力于先进封装领域高性能树脂材料、先进封装载板用BT基材以及FC-BGA封装载板用ABF增层膜的研发以及产业化,其技术研发与创新能力达到国际先进水平,是国内较早开发半导体封装载板用BT基材和芯板的企业。公告显示,盈骅新材的BT基材已在MiniLED显示、存储芯片、传感器芯片等领域实现批量供货,其ABF载板增层膜已经向全球ABF载板龙头企业送样,应用于CPU、GPU、AI等芯片领域。
  • 我国先进半导体材料及辅助材料发展战略研究
    先进半导体材料是全球半导体产业发展新的战略高地。当前,美国及其伙伴国将一些关键材料、生产装备列入管制清单,危及我国半导体产业和相关工业体系的安全。实现我国先进半导体材料、辅助材料、关键技术、重要装备等的自主可控刻不容缓。  中国工程院院刊《中国工程科学》2020年第5期发表《中国先进半导体材料及辅助材料发展战略研究》。文章在分析全球半导体材料及辅助材料研发与产业发展现状的基础上,客观分析我国半导体材料及辅助材料发展面临的挑战,提出了构建半导体材料及辅助材料体系化发展、上下游协同发展和可持续发展的发展思路,制定了面向2025年和2035年的发展目标。  同时,要推动先进半导体材料及辅助材料重大工程建设。最后,从坚持政策推动,企业和机构主导,整合国内优势资源 把握“超越摩尔”的历史机遇,布局下一代集成电路技术 构建创新链,进行创新生态建设等方面提出了对策建议。  一、前言  经过60多年的发展,全球半导体材料出现了三次突破性的发展进程。第一代半导体材料Si和Ge奠定了计算机、网络和自动化技术发展的基础,第二代半导体材料砷化镓(GaAs)和磷化铟(InP)奠定了信息技术的发展基础。  目前正在快速发展的第三代半导体材料碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化镓(Ga2O3)、氮化铝(AlN)、金刚石(C)等,主要面向新一代电力电子、微波射频和光电子应用,在新一代移动通信、新能源并网、智能电网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子、新一代显示等领域有广阔的应用前景,成为全球半导体产业发展新的战略高地。  我国的半导体材料和器件,长期依赖进口,其中高性能芯片完全依赖进口,受制于人的问题突出。除芯片设计与制造能力薄弱外,半导体单晶硅和大量辅助材料的国产化水平不足,进口依赖程度较高,如在电子气体、光刻胶和抛光材料等3种典型辅助材料领域,国内企业生产的产品市场占有率分别仅占30%、10%、10%,亟需提升我国半导体关键原辅材料的自主保障能力。  中美贸易摩擦的升级和2020年新型冠状病毒肺炎疫情的出现,将对全球先进半导体材料和辅助材料供应链安全与产业链分工产生持续影响。目前,美国及其伙伴国将一些关键材料、生产装备列入管制清单,危及我国半导体产业和相关工业体系的安全。因此,实现先进半导体材料、辅助材料、关键技术、重要装备等的自主可控刻不容缓。  当然,随着以SiC、GaN为代表的第三代半导体技术和产业发展,未来高质量SiC单晶衬底及其同质/异质外延材料、大尺寸Si上GaN外延材料将在光电子、电力电子和微波/射频领域发挥重要作用。在新一代半导体材料领域,我国已经具备良好的产业化基础。  新的半导体材料体系的出现,是一次与发达国家同台竞争的极佳机会,及时把握这一历史机遇,通过整合优质资源、突破核心技术、打造本土产业链,以期实现新一代半导体产业的自主可控。  二、全球半导体材料及辅助材料的研发与产业发展现状  1. 国外研发与产业发展现状  在半导体 Si 晶圆领域,全球约有 94% 的市场份额由少数企业占据,如信越化学工业株式会社、胜高科技株式会社、环球晶圆股份有限公司、德国世创(Siltronic)公司和韩国海力士(SK Siltron)公司。在半绝缘 GaAs 单晶及其外延材料领域,全球约有 95% 的市场份额来自住友电气工业株式会社、弗莱贝格化合物材料公司和美国晶体技术(AXT)有限公司。  在 GaN 体单晶材料领域,住友电气工业株式会社、日立电线株式会社、古河机械金属株式会社和三菱化学控股集团等的代表性企业可批量提供 2~3 in(1 in=2.54 cm)GaN 体单晶材料,约占全球市场份额的 85% 以上,同时,这几家企业还可提供小批量 4 in GaN 体单晶材料。  尽管我国已成为白光 LED 芯片及半导体照明灯具的生产大国,但在 LED 外延材料生产及其芯片制备技术方面较为薄弱,70% 以上的核心专利技术由美国、日本、德国等国家掌握,如汽车前灯等高端应用所需的功率型白光 LED 芯片主要是由美国流明(Lumileds)公司提供。  目前,SiC 单晶衬底领域形成了美国、欧洲、日本三方垄断的局面。其中,全球最大的 SiC 单晶供应商是美国科锐公司,占 85% 以上的全球市场份额。  在集成电路辅助材料方面,光刻胶的市场集中度非常高,少数企业基本垄断了全球光刻胶市场,代表性的企业有日本合成橡胶株式会社(JSR)、东京应化工业株式会社、住友化学株式会社、信越化学工业株式会社、罗门哈斯公司等。  在掩膜版方面,美国福尼克斯(Photronics)公司、日本印刷(DNP)株式会社、日本凸版印刷(Toppan)株式会社三家公司占据了全球 80% 以上的市场份额。在集成电路用抛光液方面,市场主要由美国卡博特(Cabot Microelectronics)公司、荷兰阿克苏诺贝尔公司、德国拜耳公司、日本富士美株式会社等企业垄断,占据了全球 90% 以上的市场份额。  2. 国内研发及产业发展现状  到目前为止,在晶圆制造方面,我国新增 8 in 硅片设计产能将超过 3.5×106 片/月,新增 12 in 硅片设计产能将接近 5×106片/月,芯片制造能力达到全球的 30% 左右。  依托宽禁带半导体 GaN 和 SiC 材料的发展,我国在衬底单晶生长、外延材料等方面已具有了较强的技术研发和产业化竞争力,蓝宝石基 GaN 外延材料已形成具有 7000 亿市场规模的半导体照明产业,Si 基 GaN 外延材料开始在快充产品中应用 4 in SiC 高纯半绝缘和导电衬底及其异质(GaN)外延和同质(SiC)外延材料已实现量产,分别在微波射频和电力电子领域得到广泛应用。  在光纤通信技术的推动下,我国在 GaAs 单晶及外延材料技术方面取得突破,为近红外激光器以及光纤通信产业的发展提供了有力支撑。  在光刻胶方面,我国的代表性生产企业有北京科华微电子材料有限公司、苏州瑞红电子化学品有限公司和潍坊星泰克微电子材料有限公司,生产的产品已经批量用于集成电路制造领域。目前已经实现量产的是 G/I 线光刻胶,正逐步通过芯片企业认证并开始小批量生产 KrF 光刻胶,2020 年 ArF 光刻胶能取得突破并完成认证。但是,国内尚未具备极紫外光刻(EUV)和电子束光刻胶的研发与生产能力,亟需突破。  在超净高纯试剂方面,上海新阳半导体材料股份有限公司生产的超纯电镀硫酸铜电镀液已进入中芯国际集成电路制造有限公司的量产工艺制程,浙江凯圣氟化学有限公司生产的高纯氢氟酸已通过多条 8 in 和 12 in 生产线的认证并供货,苏州晶瑞化学股份有限公司开发的钛钨蚀刻液已实现进口替代。  经过多年努力,国产电子气体也取得明显突破,WF6、C2F6、AsH3、PH3 等气体品种已大批量应用于国内 8 in 生产线,Cl2、HCl、HF、N2O 等一批产品正在 8~12 in 生产线进行应用验证,部分品种的激光气体也开始供应国内晶圆制造企业。  在化学机械抛光(CMP)材料方面,国内企业研发的铜/铜阻挡层抛光液已进入国内外多家集成电路制造企业的最新技术节点制程 三维(3D)硅通孔(TSV)抛光液在全球处于领先地位,钨抛光液逐步开始供应全球各大晶圆制造企业 CMP 垫、修整盘也进入评价验证阶段。  我国靶材产业发展速度很快,以宁波江丰电子材料股份有限公司、有研亿金新材料有限公司为代表,实现了半导体行业用全系列高纯金属材料、溅射靶材和蒸发膜材的产业化,包括 Ta、 Cu、Ti、Co、Al、Ni、Au、Ag、Pt、Ru 及其合金。其中,超高纯金属 Ta、Cu 等溅射靶材已成功通过台湾积体电路制造股份有限公司的考核,在 14 nm / 16 nm 技术节点的生产线实现了批量应用,在 10 nm / 7 nm 技术节点进行评价试用。  总体而言,近年来我国半导体产业基础化学品产业取得了较大进展,伴随着国内对集成电路和半导体产业的高度关注,在晶圆制造、宽禁带半导体材料、光刻胶、超净高纯试剂、电子气体、CMP 材料、靶材等方面产业发展势头良好,但与高速发展的产业需求相比,仍存在整体生产能力较弱、研发能力不足等问题未得到根本改变,亟需进一步突破。  三、我国先进半导体材料及辅助材料的发展思路与目标  1. 发展思路  为促进半导体产业的发展,我国先进半导体材料及辅助材料今后的发展思路为:构建梯次发展的半导体材料体系,每一个材料体系做到单晶、外延、芯片工艺、封装等上下游协同,不断创新,推动先进半导体材料及其辅助材料的可持续发展。  第一,成体系发展。自半导体材料诞生以来,从 Si、Ge 到 GaAs、InP,再到 SiC、GaN,可以看出,半导体相关技术和产业的发展都是围绕主要材料制备、器件工艺需要和芯片来进行的,并逐渐发展为一个完整的材料体系。基于此,在不断完善我国 Si 基材料体系的同时,要及时把握各种新型化合物半导体材料的技术突破和产业化应用的机会,构建自主可控的新型半导体材料体系。  第二,上下游协同发展。半导体产业链包含原材料、单晶生长和外延、芯片设计与制备工艺、封测与应用以及支撑各环节的核心装备与关键零部件等环节,产业链长且各环节工艺复杂,任一环节出现问题都将导致最终的器件性能不达标。因此,要以提供满足应用需求的器件为目标,通过上下游协同发展实现全产业链的整体技术突破。  第三,可持续发展。在实施追赶战略的同时,我国先进半导体材料及辅助材料的发展还需要把握未来技术发展趋势,在不断积累已有技术经验的同时,关注新的材料体系、芯片结构和工艺的发展变化,积极探索与创新,确保可持续发展。  2. 发展目标  2025 年发展目标  我国半导体材料及辅助材料 2025 年的发展目标是:核心半导体材料技术达到国际先进水平,相关产品满足产业链的安全供应需要,建立起全产业链能力,解除关键行业的“卡脖子”问题。  (1)集成电路用半导体材料  加强 12 in Si 单晶及其外延材料的技术研究,逐步扩大国产材料的市场应用份额。实现 8 in Si 材料国内市场的完全自主供应,确保 12 in 单晶 Si 及其外延材料产能及市场占有率,同时发展更大尺寸单晶 Si 及其外延材料的制造技术,确保我国集成电路产业的可持续发展。  (2)功率器件用半导体材料  抓住 Si 基电力电子器件产业转移的契机,做大电力电子器件的产业规模,加紧推进 SiC、GaN 电力电子器件产业化。实现 6 in 无微管缺陷 SiC 单晶的产业化制造,并突破 8 in 无微管缺陷 SiC 单晶制造瓶颈 实现 8 in Si 基 GaN 电力电子器件产业化,突破 12 in Si 基 GaN 材料关键技术,Si 基 GaN 电力电子器件满足消费类电子、数据中心服务器电源、工业电源和电动汽车对高效电源管理的更高需求。  实现 6 in 半绝缘 GaAs 单晶衬底和 6 in 半绝缘 SiC 单晶衬底的自主供货,确保射频 / 微波器件用 GaAs 和 GaN 材料相关产业链的供应安全 突破 6 in GaAs 高电子迁移率晶体管(HEMT)外延材料的量产制造,达到“开盒即用”的技术水平 突破 6 in 半绝缘 SiC 衬底上 GaN HEMT 外延材料的生长和器件技术,为未来雷达、移动通信技术的发展提供技术支持。  进一步提高 6 in InP 衬底抛光片的质量,扩大产能,并掌握毫米波器件所需外延材料的量产技术,达到“开盒即用”的技术水平,为第五代移动通信(5G)技术相关毫米波系统(如汽车防撞雷达、车间互连与通信系统)的产业链供应安全提供材料支持。实现 2 in 金刚石自支撑材料和 2 in Ga2O3 单晶衬底的量产,解决金刚石的 n 型掺杂和 Ga2O3 的 p 型掺杂问题。  (3)发光器件用半导体材料  应重视基于 GaN 的照明用发光器件以及基于 GaAs、InP 的光纤通信用半导体激光器,适当兼顾激光投影显示对 GaN 可见光激光器以及消毒杀菌用 GaN 紫外发光二极管,尤其是深紫外发光器件的发展 积极推动应用于显示领域的 Mini LED 和 Micro LED 技术产业化。  (4)光电探测材料  重点发展对特种光波长产生响应的光电探测器件、具有超快响应特性的光电探测器件以及超高灵敏的光电探测器件(单光子探测为超高灵敏光电探测的极限要求)。实现 GaN 紫外探测材料的完全自主保障,实现大尺寸 CdZnTe 单晶材料、HgCdTe 外延材料、GaAs / AlGaAs 量子阱材料、GaAs / InSb Ⅱ类超晶格材料的产业化,实现短波、中波红外探测器件及焦平面成像芯片的技术突破,突破长波红外探测材料、器件和成像芯片的发展,满足 100 万像素长波红外焦平面成像芯片以及 16 μm 甚长波红外探测器件的研制需要。保障超快响应光电探测器件及材料的供应链安全,满足我国高速光网的建设需要。  (5)半导体产业制造/封装工艺和材料  国产光刻胶、超高纯化学试剂及电子气体主要品种的市场应用占有率达到 30% 左右,实现特种品种的产业化认证,实现进口产品的部分替代,形成全品种、全系列产业能力。其中,KrF 光刻胶实现批量生产,ArF 光刻胶完成认证并进行小批量生产,突破高端光刻胶所需的树脂主体材料、光敏剂、抗反射涂层(ARC)等的关键技术。0.25 μm 到 0.18 μm 掩膜版实现完全自主可控,高档高纯石英掩膜基板突破关键技术。  在抛光材料方面,进一步推进主要品种材料进入生产线。其中,Cu 及其阻挡层抛光液、TSV 抛光液和 Si 的粗抛液等全面进入 8 in 和 12 in 芯片生产线,市场份额从目前的 5% 提升至 50% 针对硅片的精抛和化合物半导体抛光,14 nm 及以下鳍式场效应晶体管(FinFET)工艺抛光,Co、Rb 等金属互联材料和浅槽隔离(STI)工艺抛光等所需的抛光液,实现关键技术突破并小批量生产。  CMP 垫(聚亚氨脂)产品在 8 in 和 12 in CMP 工艺中通过应用评估,实现产品供货。另一方面,针对金刚石、Ga2O3、AlN 为代表的新兴半导体材料加工需要,开发特种品种的抛光材料,并获得试用认证,形成初步产业能力。  需大力发展大板级扇出(Fan Out)、TSV / 玻璃通孔(TGV)等新型封装工艺。开发出适用于 SiC、GaN、Ga2O3、金刚石等材料,满足高温、高压、高频和大功率需求的封装材料和工艺。  全面发展新型、更高熔点温度的软钎料技术 开发高效、低成本瞬时液相扩散连接技术、低温烧结低温连接工艺技术,解决好银电化学迁移问题 突破具有良好导热和高温可靠性的封装基板材料技术,包括 AlN 和 Si3N4 及其他具备良好导热和高温可靠性的封装基板材料,突破活性金属钎焊在陶瓷材料上覆盖金属的陶瓷覆铜板(DBC)技术,解决陶瓷与金属的连接问题。突破新型制冷底板及与热沉连接技术,大幅度降低功率模块热阻,提升性能。  2035 年发展目标  我国半导体材料及辅助材料 2035 年的发展目标是:半导体材料整体技术水平达到国际先进,产业水平完全满足产业链供应安全的需要。  (1)集成电路用半导体材料  具备 18 in 单晶 Si 材料量产能力,完成 5 nm / 3 nm 节点集成电路材料的量产技术储备,突破关键装备技术,掌握材料批量生产技术,打通器件制造的全流程关键节点技术。  (2)功率和高频器件用半导体材料  实现 SiC、GaN、AlN、Ga2O3、金刚石等单晶材料的产业化制造。具体包括:6 in GaN 单晶衬底、 8 in SiC 单晶衬底、6 in AlN 单晶衬底、4 in 金刚石单晶衬底、6 in / 8 in Ga2O3 单晶衬底,确保整个功率和高频半导体产业多层次发展的技术需求 实现 8 in高质量SiC衬底上GaN HEMT外延材料的量产。解决金刚石的 n 型掺杂和 Ga2O3 的 p 型掺杂及其制备工艺难题,为下一代更高性能功率和高频半导体器件的产业化及大范围推广应用做好技术储备。  (3)发光器件用半导体材料  实现 AlN 单晶衬底上高 Al 组分 AlGaN 外延材料的产业化制造,突破深紫外发光国产器件制造技术,并实现产业化。  (4)光电探测材料  满足 1000 万像素长波红外焦平面成像芯片的研制需要,突破 18~20 μm 甚长波红外探测器件技术。  (5)半导体产业制造/封装工艺和材料  对于常规品种的光刻胶、超高纯化学试剂及电子气体,国产材料的市场占有率达到 50% 以上 对于特种品种的光刻胶、超高纯化学试剂及电子气体,国产材料的市场占有率达到 30% 左右,形成全品种、全系列产品的供应产业链。  在抛光材料方面,国产常规品种产品的市场占有率超过 50% 为满足金刚石、Ga2O3、AlN 等新兴半导体材料加工需要所开发的特种抛光材料,国产化产品的市场占有率达到 30%。  四、推动先进半导体材料及辅助材料重大工程建设  1. 集成电路关键材料及装备自主可控工程  需求与必要性  集成电路关键材料及装备是影响集成电路产业发展的决定性因素。我国集成电路关键材料自主可控能力差,对先进集成电路发展需求极为迫切。在国家集成电路产业投资基金和现实需求的推动下,以市场为导向,“政产学研用金服”结合,着力实施集成电路关键材料及装备自主可控工程迫在眉睫。  为此,需着重加强两方面建设:一是人才队伍建设,包括设置集成电路人才专项基金,加大核心技术人才的吸引力度 加强具有示范性微电子学院的高校支持,进行集成电路人才的可持续培养。二是稳定的资金供给。硅片制造属于重资产产业,产品验证周期长,周期性特点明显,约每 5 年一个周期,因此要对发展重点进行谨慎判断。  工程目标  通过本工程的实施,加强集成电路关键材料的产业化能力和可持续研发能力,扩大集成电路材料人才培养规模、丰富人才层次体系,主要的集成电路材料技术水平达到国际先进,产业水平基本满足产业链供应安全的需要,建立起全产业链供货能力,解除关键行业的“卡脖子”隐忧。  提升 12 in Si 单晶及其外延材料的技术水平,以满足并进入主流代工厂 14 nm 及以下工艺节点为目标,在确保集成电路产业链安全的前提下,逐步扩大国产材料的市场份额。  18 in Si 单晶及其外延材料研究,重点突破 18 in 单晶 Si 及其外延材料的制造技术,确保我国集成电路产业的可持续发展。  通过 TSV、TGV 等新型 3D 集成技术研究,完成后硅时代集成电路的技术路线筛选,在掌握其材料制备技术的同时,打通后硅时代集成电路的全产业链技术,确保 2035 年后,我国在后硅时代集成电路领域的产业技术水平和关键行业的供应链安全。  实现 12 in 及以下大尺寸 Si 单晶生长设备及大尺寸晶圆的加工设备自主可控 开发 18 in 单晶 Si 生长设备,为 18 in 单晶 Si 研制和产业化提供装备支持。  工程任务  在大硅片方面,结合大数据和云计算等技术发展需求背景,在国家集成电路专项科技计划资助的基础上,一方面,提升常规 12 in 高品质(满足 14 nm 工艺)硅片的制造能力,在 2025 年确保国内实现量产供应,同时打开国际市场,满足现阶段经济和社会发展需求 另一方面,进一步加强新技术的研发,建设 12 in SOI(绝缘衬底上的 Si)、射频微波用大尺寸高阻硅(HR-Si)衬底的生产能力 同时对 18 in Si 衬底进行技术储备,实现集成电路技术的可持续发展。  在集成电路辅助材料方面,针对品种多、用量小、生产工艺稳定性差等问题,建立若干集成电路辅助材料工程中心,兼顾市场规律和产业供应链安全两方面因素,不断强化自主保障意识,优先实现量大面广的关键品种的全产业链自主保障,如 G 线、I 线、ArF 光刻胶及配套试剂、Cu 及其阻挡层抛光液、TSV 抛光液、Si 粗抛液、60 nm 及 90 nm 以上制程产品的掩膜版等,确保产业供应链的相对安全。  对标集成电路先进制程,开发 ArF、 EUV 和电子束光刻胶,高档高纯石英掩膜基板、掩膜保护膜,以及 Si 片精抛和化合物半导体抛光液, 14 nm 以下 FinFET 工艺和 Co、Rb 等金属互联材料、 STI 等抛光液,为半导体产业的发展提供技术及产业支持。  在半导体关键设备方面,对国产品牌还需进行产业链及政策的重点培育。在国家科技重大专项“极大规模集成电路制造技术及成套工艺”项目(02 专项)成果的基础上,加强对装备与材料、工艺一体化的研制,通过国产化装备验证平台,开展对装备可靠性和工艺稳定性的验证与考核,加速开展高端装备研制。总之,在解决有无问题的基础上,解决做大做强的问题。  在人才培养方面,半导体专业人才特别是高端人才短缺,一直是制约我国半导体产业可持续发展的关键因素。设置半导体人才专项基金,加大核心人才引进力度 加快建设微电子产教融合协同育人平台,保障我国半导体产业的可持续发展。  2. SiC 和 GaN 半导体材料、辅助材料、工艺及装备验证平台  需求与必要性  经过近 10 年的发展,我国基本建立了以 SiC 和 GaN 为代表的第三代半导体材料、工艺和装备产业体系。该类材料紧密围绕光电子、新能源、 5G 等热点应用,在未来 5 年内将迎来产业化发展的重要机遇。  然而,同第一代半导体产业类似,我国第三代半导体产业的发展依然面临诸多问题,如产业链各环节所用的关键装备、仪器、耗材等多为进口,尚未实现技术、装备的自主可控,增加了产业供应链的不安全性 国产化装备、仪器、耗材难以与产业应用对接,不利于产业生态和各环节的健康发展 进口材料和装备一次性投入和后续维护价格昂贵等。为此,需要建立化合物半导体材料、辅助材料、工艺和装备国产化验证平台。  工程目标  建立 SiC 和 GaN 半导体材料生长、加工、芯片工艺和封装检测公共验证平台,实现 6 in / 8 in SiC 单晶衬底和外延材料生长的批量生产,国产化率达到 70% 6 in SiC 上 GaN 外延材料与高功率射频器件和 8 in Si 上 GaN 外延材料与功率器件实现量产,国产化率达到 70% 部分 6 in / 8 in 材料生长及加工装备、配套原材料和零部件实现国产化批量替代,装备国产化率达到 70%。  工程任务  化合物半导体材料、辅助材料、工艺和装备国产化验证平台的工程任务主要包括:晶体材料生长设备及其辅助原材料、零部件验证,晶体材料切、磨、抛加工材料与设备验证,芯片工艺装备、工艺流程、原辅料与关键零部件验证,封装与检测装备、流程、原辅料与关键零部件验证。  晶体材料生长设备及其辅助原材料、零部件验证  多数化合物半导体材料仍处于技术开发与突破、产业化验证的阶段,相关企业和研发机构对于单晶生长技术与设备、各类原材料、零部件等的验证有很大需求。特别是随着技术的发展,新材料、新技术、新结构不断涌现,该验证平台将会促进协同研究,加速技术升级和完善,降低研发和验证成本。  通过建立针对不同材料采用不同原理(如 SiC 单晶籽晶升华法、液相外延法,GaN 的氢化物气相外延法、金属有机物化学气相外延法、氨热法等)的单晶生长炉,开展对长晶新技术、新装备、辅助原材料和关键零部件的研究与验证。  晶体的切、磨、抛加工材料与设备验证  化合物半导体普遍具有硬度高、化学性能稳定的特点,加工难度大,而后续的外延和芯片工艺又对晶体加工提出了更高要求。因此,建立晶体的切、磨、抛加工材料与设备验证平台,具备不同材料和不同原理加工能力,并能对加工材料、加工方法和装备进行验证。  芯片工艺装备、工艺流程、原辅料与关键零部件验证  新建 6 in / 8 in SiC、6 in / 8 inGaN 工艺平台,或者运用政府采购的服务方式将已有工艺平台变为公共工艺平台,为研发机构和企业提供相应服务。这些平台需具备的功能和能力为:提供小批量芯片工艺代工,定制化工艺流程开发,国产化原辅料、零部件和工艺装备等新技术、新产品测试和验证,并根据需要进行长期运行考核。  封装与检测装备、流程、原辅料与关键零部件验证  面向电力电子、微波射频等不同应用需求,建立具备高压、大功率、高频、高温封装等特性的能力,构建器件与模块烧结、焊接、压接、3D 封装等多种封装技术平台。研发具备国际领先水平的烧结、焊接、压接、3D 封装设备、辅助设备和测试设备,并能够开展模具设计、材料(如绝缘材料、互联材料、底板材料等)选择、技术开发、设备保障、测试分析以及可靠性验证。  进行平台系统软件的开发以及数据库建设,联合上下游企业开展共性技术研发,共享专利和服务成果,形成开放、共享的运行机制。平台需提供小批量的封装和测试代工,定制化的封装技术开发,国产化原辅料、零部件和封装装备等新技术、新产品的测试和验证,并根据需要安排长期运行考核。  3. 先进半导体材料在 5G、能源互联网及新能源汽车领域的应用示范工程  需求与必要性  化合物半导体材料和器件在 5G、能源互联网、新能源汽车、光伏逆变器等领域的应用,符合智能化发展、节能减排、产业自主可控等国家重大战略需求,能够为相关产业抢占未来发展的战略性和引领性技术制高点提供关键技术和产业支撑。  未来 5 年,GaN 射频器件将在 5G 基站、微基站和移动终端中迎来巨大市场,GaN 功率器件将在消费类电子、数据中心服务器电源和光伏逆变器领域得到广泛应用 SiC 功率器件将在能源互联网中的电力路由器、新能源汽车中得到广泛应用。未来 5 年,上述 3 个发展方向的国内市场规模将超过千亿元。  现阶段,化合物半导体相关技术已经具备产业化基础,在 5G、新能源并网、新能源汽车等领域的应用市场已经启动。国际上,为提高未来的竞争力,美国科锐公司、德国英飞凌科技公司、日本罗姆半导体集团等产业龙头企业已经开始了产业与市场布局。  相对而言,国内的机构和企业布局分散、技术和产业化能力较弱,面对即将到来的产业竞争,国内企业还需要政府通过应用示范工程,达到技术和产业协同发展、产业化技术快速成熟、产业能力快速壮大的目的。  工程目标  以应用示范工程为牵引,带动 GaN 和 SiC 材料、芯片工艺和器件封装与系统集成技术加速发展,实现产业化。GaN 射频器件在 5G 基站和微基站的国产化率达到 50%,在移动终端领域的国产化率达到 70% GaN 功率器件在消费类电子领域的国产化率达到 80%,SiC 功率器件在电力路由器、新能源汽车应用领域的国产化率达到 50%。  工程任务  开展 SiC 基 GaN 外延材料与 GaN 射频器件、Si 基 GaN 外延材料与 GaN 功率器件、SiC 功率器件及其模块封装与系统集成等方面的技术研发和产业化。  在 GaN 外延材料方面,突破 6 in 高质量 SiC 基 GaN 外延材料生长技术,进一步降低异质外延 GaN HEMT 材料中的位错和缺陷密度,显著提升 AlGaN / GaN、AlN / GaN、InAlGaN / GaN 异质结材料质量、电学性能和可靠性。通过材料体系、生长技术和电路设计技术的创新,GaN 微波大功率器件工作电压提高到 100 V 以上,开发 10 kW 以上 GaN 微波功率器件,在 175℃结温下的平均失效时间(MTTF)达到千万小时,GaN 微波功率器件和单片电路性能达到国际先进水平。  在 GaN 功率器件方面,首先实现 8 in Si 基 GaN 外延材料和功率器件技术产业化。GaN 功率器件的额定电压达到 650 V,导通电阻低于 10 mΩ,封装后功率模块的电流达到 100 A,满足各类电源适配器、光伏逆变器、车载充电器等应用需求。  开发 SiC 高压器件所需的大尺寸、高均匀性、低缺陷密度衬底和超厚 SiC 外延材料。开发万伏级 SiC 二极管、金属–氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)以及门极可关断晶闸管(GTO)等高压 SiC 电力电子芯片 开发千安级 SiC 高温、高压、大功率封装模块 建立高压、大功率 SiC 功率器件与模块的测试、可靠性评价体系。  采用高压、大功率全 SiC 模块,开发新型电力路由器,并具备工程示范应用能力 开发车规级的 1200 V 和 1700 V 全 SiC 功率模块,开发车载充电和电机驱动控制系统,并通过车规级认证。  五、对策建议  1. 抓住战略发展机遇期,坚持政策推动、企业和机构主导,整合国内优势资源,推动产业有序发展  发挥龙头企业引领作用,形成“链式集聚”  目前,国内具备发展半导体产业的企业和地区并不多,为有效利用财政、人才和社会资源,亟需做好顶层设计和优化布局,遴选出具备行业技术和资源优势的企业和机构,进行资金重点支持和政策扶植。推动龙头企业和机构通过技术、管理和商业模式创新,推进产业“链式集聚”。  发挥龙头骨干企业在自主创新和产业发展中的创新引领与示范带动作用,形成研发和品牌优势,最终巩固和形成多个区域布局合理、产业优势明显的国家半导体技术、人才和产业高地。  器件切入,以点带面,有序推进  具有技术和工艺领先、满足市场需求的核心器件,一直是半导体产业发展的“硬道理”。政府相关部门应围绕未来技术和产业发展的重要方向,如 5G、人工智能(AI)、工业互联网、新能源等,开展相关芯片设计、芯片工艺、先进封装等技术攻关和产业化突破。  建设国家级的面向高校、科研院所和初创企业的软件与硬件、单晶生长与外延、芯片工艺、封装等中试平台,建设具备先进工艺和运营水平的代工厂,推动建设具有自主可控能力的垂直整合制造企业。  建立分段平台,加快整线集成  建立分段工艺设备技术研发平台和工艺验证平台。遵循工艺指导材料、设备研发原则,借鉴国外先进技术,同时进行“产学研”结合的协同创新,开发满足产业要求的半导体关键设备。通过分段工艺设备技术研发平台和工艺验证平台,实现关键设备牵引,分段工艺局部成套,拓展解决整线成套设备国产化,实现整线集成,掌握一系列相关核心技术,培养一支骨干技术人才队伍和一支高水平科研与产业化管理队伍,全面提升研发与制造能力,推动我国半导体产业的自主可控发展。  推动示范应用,提升国产化水平  推动国产装备、材料与器件的示范应用。国产材料、器件、装备试验验证所需的费用大、时间周期长,批量化生产存在客户验证、技术迭代、市场准入等门槛,如果没有相关政策推动,用户使用国产材料、装备和器件的意愿度较低。  因此,政府相关部门应以扶植国产化为出发点,通过政策法规、资金奖励等一系列配套政策,配合和组织政府采购方式的示范应用,鼓励终端企业积极采用国产材料、器件和装备,使上游企业积累工艺参数和应用数据,加速提升国产材料、器件和装备性能,最终实现国产化。  2. 把握“超越摩尔”的历史机遇,布局下一代集成电路技术  半导体技术从诞生开始,一直遵循着摩尔定律的路线快速发展,并通过各种技术创新来延续摩尔定律。但是,传统的摩尔定律发展到今天,既有路径已经开始显现出尽头。因此,需突破“摩尔定律”所划定的边界,在更广阔的领域探索创新,开启探寻“超越摩尔”之路。“超越摩尔”在异质集成、新型计算范式、超越互补金属氧化物半导体信息处理器件等技术及应用中,已展现出巨大潜力。以此为出发点,我国在半导体和集成电路技术领域需抓住这一历史机遇。  推动建设国家“超越摩尔”联合实验室,开展下一代集成电路基础理论、技术路线、核心技术研究,为产业化发展提供强有力的理论支撑。加快新材料、新工艺、新装备人才的培养,建立“产学研”协同创新机制。结合产业发展需求,开展应用驱动的产业化技术研究,瞄准 5G、AI、大数据、工业互联网、能源互联网、智能网联新能源汽车等现实需求,进行产业化示范。  3. 构建产业技术创新链,加快创新生态建设  继续加强创新能力建设  加大研发投入力度,重视微电子及半导体材料基础研究。重点支持一批优势机构和企业,使其成为具有一定规模、特色鲜明、掌握核心技术的科研和行业龙头。鼓励创新性企业在半导体精密加工,新型半导体材料及工艺制备,新工艺制程及先进封装等方面大胆创新,不断拓展和延伸产业链,提高产品附加值,推动半导体产业向更高层次发展。不断完善和创新科技管理体制机制,优化配置创新资源,提高创新效率。  加快构建公共研发和科技服务平台,建设科技创新产业基地  以应用需求为牵引,梳理出具有产业化前景、体系化的关键技术,支持工程化试验与验证平台建设。由产业联盟、研究机构、优势企业和投资机构等联合组成新型研发机构,建立体制和机制创新的开放型国际化公共研发与服务平台,形成核心技术突破、系统集成、测试验证、可靠性评价等工程试验验证能力。  建立具备成果转移、转化、孵化与服务职能的专业化众创空间,加速实现科技成果的产业化和以产业链为线索的“链式集聚”。采取政府购买服务、资助、奖励等方式,积极扶持创新企业成长和发展。综合考虑资金、人才、市场和生态环境等因素,按照产业差异化、效益最大化、特色显著的原则落地创新产业基地。  实施“技术原创、知识产权和标准”战略  构建以技术原创、知识产权和标准三要素为特征的高技术成果产业模式,提高产业竞争优势。立足自主创新,构建标准体系,形成标准检测和认证能力,实施技术创新、知识产权和标准战略。  促进分层次、多类型、跨界创新人才队伍的聚集与合作  将人才队伍建设与研发任务、基地建设相结合,结合已有的人才计划,形成一批引领半导体材料领域发展的领军人才。以重点专项和重大工程为依托,实行“人才 + 项目 + 基地”一体化培养,建立全链条人才团队培育机制。  加强前瞻性技术人才团队培养,围绕半导体材料研究前沿方向,组建技术人才团队。积极引进产业发展所需的高层次人才和紧缺人才,同时加快建设和发展职业培训教育,大力培养专业技术人才,提高产业技术队伍整体素质,完善面向半导体材料产业的人才服务体系。  拓展国际合作空间  采取“走出去和请进来”相结合的方式,创新国际合作模式。鼓励国内有实力的企业和科研机构在国外设立半导体研发机构,并开展与国外半导体企业、科研院校的研发合作。支持国内企业和机构并购境外半导体企业,积极参与国际技术和产业联盟,拓展国际合作渠道,提升国际资源整合能力,实现国际化经营。  在国内有条件的地区,建立国际技术合作、技术转移、成果孵化、成果产业化、科技服务等有特色的国际合作区域,吸引有实力的跨国公司和机构以独资或合资方式在国内建立高水平的研发中心、生产中心和运营中心,以此带动国内行业和企业对接国际资源。
  • 层压板弯曲强度及弯曲模量试验
    摘 要:本文介绍使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机,配合三点弯曲夹具,根据《IPC-TM-650试验方法手册》第2.4.4节层压板的弯曲强度(室温下),进行了层压板的三点弯曲试验的实例,试验结果表明,使用鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机能够完全对应层压板的弯曲试验。关键词:鲲鹏BOYI 2025电子万能材料试验机 层压板 PCB基板 弯曲试验 弯曲模量层压板是层压制品中的一种。层压制品是由两层或多层浸有树脂的纤维或织物经叠合、热压结合成的整体。层压制品可加工成各种绝缘和结构零部件,广泛应用在电机、变压器、高低压电器、电工仪表和电子设备中。随着电气工业的发展,高绝缘性。高强度、耐高温和适应各种使用环境的层压塑料制品相继出现。印制电路用的覆铜箔层压板也由于电子工业的需要迅速发展。层压制品的性能取决于基材和粘合剂以及成型工艺。按其组成、特性和耐热性,层压制品可分为有机基材层压板和无机基材层压板,本次应用选用电路板行业常用的PCB基板-环氧玻纤层压板作为样品进行试验,通过万能材料试验机可以进行层压板的各项力学试验,表征层压板的各项力学性能,从而做好层压板的质量控制。鲲鹏试验机配备的三点弯曲夹具具备较高的刚度,可以确保弯曲过程中受力分析的准确性,同时配备快速接头和可调支座,可以快速实现安装以及支座调整,另外配备的试样对中限位装置可以实现样品快速摆放及确保每次摆放的位置一致,确保结果的重现性。除夹具外,试验机主机的高精度以及超过1000Hz的采集频率,可以完整的记录弯曲过程中的所有特征数据,给用户提供准确可靠的试验数据,配合智能化的测试软件可以同时提供单试样、多试样、双坐标等各种测试曲线,让不同的用户均可以拥有良好的交互体验,为企业的研发、质量以及产品控制保驾护航。1.试验部分1.1仪器与夹具BOYI 2025-010 电子万能试验机三点弯曲夹具Smartest软件1.2分析条件试验温度:室温22℃左右载荷传感器:10kN(0.5级) 加载试验速率:0.76mm/min跨距:25.4mm压头及支座直径:10mm1.3样品及处理本次试验,选取的层压板尺寸为76.2mm×25.4mm×1.57mm,数量5个。图1 标准试样尺寸图2 试验样品2.试验介绍使用BOYI 2025-010电子万能试验机进行试验,将样品平放在下支座中,中间压头以0.76mm/min的速率进行试验。测量过程中的力以及位移数据,并生成弯曲试验曲线。 图3 测试系统图(主机、夹具)3.结果与结论3.1试验结果具体试验结果如下表1所示。表1.试验结果图4-试验曲线图5-试验后样品从上(表1)数据以及试验曲线可以看出,压头持续下压过程中,试样受力持续上升到最大力点,样品受力至断裂,软件可以记录整个过程中完整的试验曲线,可以获取最大力、应力、应变、位移行程等各项数据用于分析,试样破坏后,试验机监测断裂后自动停止设备,全部5个试样重现性良好,满足标准要求。从本次试验结果可以体现出鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机的高精度及高稳定性。4.结论上述试验结果表明,鲲鹏BOYI 2025-010 电子万能试验机配合三点弯曲夹具可以完全满足《IPC-TM-650试验方法手册》第2.4.4节层压板的弯曲强度(室温下)标准要求,高效高质完成试验。通过高精度高采样率的测试系统,可以获得层压板材料的各项力学数据,且稳定可靠,这对于塑料材料的技术发展非常重要,能够为企业的产品研发、品质管理,以及该行业的标准化、规范化提供数据支持与技术保障。
  • 填补行业标准空白!广东发布乘用车复合材料翼子板团标
    2021年1月5日,广东省标准化协会发布实施《乘用车用碳纤维复合材料翼子板》团体标准。此举将促进国产乘用车翼子板质量规范和升级。翼子板是汽车车身上遮盖车轮的外饰件,因该部件形状及位置似鸟翼而得名。在汽车行驶过程中,翼子板可以起到防止行驶过程中车轮带起的砂石、泥浆等对轮毂和车厢底部的损坏,是轿车上比较典型的外覆盖件之一,质量要求高、成型难度大,一般选用成型性比较好,同时强度比较好、防腐性能较好的材料,材料厚度在满足抗凹性、刚度的前提下尽量选择薄的板材,降低整车重量。碳纤维复合材料是一种高性能新型材料,具有优异的比强度、比模量、耐腐蚀、抗疲劳性等优点。碳纤维增强塑料汽车翼子板相对于传统的钣金翼子板:1)可减重45%以上,轻量化效果显著,节能减排的优势明显;2)物理化学性能稳定,不易氧化生锈,耐腐蚀性强、寿命长;3)尺寸稳定性好,提高与翼子板相关的附件的匹配精度;4)较高的阻尼系数和疲劳强度极限,减震性能和抗疲劳性能强;5)特殊的纹理图案显示。随着中国汽车保有量不断增长,以及受主要消费群体年轻化、需求个性化等因素影响,以体现高端化、品质化、定制化趋势的碳纤维复合材料翼子板等汽车精品件引起越来越多人的认知与关注。目前,国内碳纤维复合材料翼子板生产企业主要为中小型企业,这些企业主要做高端汽车改装件的制造,并不能大批量生产。相比于国外的碳纤维复合材料汽车部件的发展,国内显得较为落后。而且,乘用车用碳纤维复合材料翼子板在国家标准、行业标准或地方标准上还是空白,生产企业多以客户的要求为依据制订自己的企业标准并组织生产,行业内因为缺乏标准的引导和规范,产品良莠不齐。为有效引导产业的良性持续发展,同时使用户在选择、使用产品的过程中有统一的标准进行参考和对比,促进产品质量和技术升级,充分保障消费者的权益。据此,广东亚太新材料科技有限公司、广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院、中国汽车工程研究院股份有限公司、深圳市标准技术研究院、广东亚太轻量化技术研究有限公司、北京汽车集团越野车有限公司、北京奔驰汽车有限公司、上海坤刚复材技术研究有限公司、广东省肇庆市质量计量监督检测所等单位联合起草了该标准。由上述单位专家和得力技术骨干组成的起草组对碳纤维复合材料翼子板产品现行市场状况、生产技术水平、应用领域、存在的急待解决的问题以及关联技术标准等进行了充分的调查研究,对部分技术指标在相关企业反复进行测试取得数据,并多次召开研讨会,对有关技术问题和指标进行深入研讨取得一致。《乘用车用碳纤维复合材料翼子板》团体标准立足于保障和提升汽车翼子板的质量和技术水平,对采用碳纤维增强环氧树脂基复合材料制作的乘用车翼子板的各个质量环节作了规范规定,包括规范性引用文件、术语和定义、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。技术要求包括一般要求、尺寸要求、外观质量、功能性要求等。质量技术指标既考虑先进性、前瞻性,又立足与现有生产技术水平相适应。其中,一般要求的指标与GB 11566—2009《乘用车外部凸出物》和GB/T 24550—2009《汽车对行人的碰撞保护》完全一致,外观及尺寸要求相较于GB/T 27799—2011《载货汽车用复合材料覆盖件》的要求更严,产品核心技术指标之一的耐气候老化试验采用颜色变化的灰标度评定,评定办法与指标要求与ISO相关标准一致,抗石击试验在比美国汽车工程师协会(SAE)规定的气候温度更严苛的条件下效果相同。 专家组评审认为,《乘用车用碳纤维复合材料翼子板》团体标准统一、规范了乘用车用碳纤维复合材料翼子板的技术质量要求,技术质量指标先进、适用,可为国产乘用车翼子板的升级换代提供技术支撑和满足市场需要,对推广应用高性能新型材料,实现乘用车部件翼子板技术质量升级具有促进作用。
  • 目标产值10000亿!重庆印发先进材料产业集群高质量发展行动计划(2023-2027年)
    近日,重庆市经济和信息化委员会印发了《重庆市先进材料产业集群高质量发展行动计划(2023-2027年)》(以下简称《行动计划》。《行动计划》指出,至2027年,培育形成“4+4+N”现代先进材料产业体系,全市先进材料产业产值突破1万亿元,建成国家重要轻合金、玻璃纤维及复合材料、合成材料产业基地,有重要影响力的特色先进材料产业集聚区。按照《行动计划》,“4+4+N”体系中的第一个“4”是大力发展4类先进基础材料产业,即先进有色金属材料、先进钢铁材料、先进化工材料、先进绿色建材;第二个“4”是重点培育4类关键战略材料产业,即新能源材料、特种功能材料、新一代信息技术材料、储能材料;“N”是培育气凝胶材料、石墨烯材料、未来材料等前沿新材料。《行动计划》提到,将实施先进材料创新平台创建工程,推动材料行业研产用联合创新平台建设,推动产业链上下游协同发展,筹备建设先进材料产业制造业创新中心、新材料生产应用示范平台、检测评价中心等创新平台。到2027年,建成8个市级制造业创新中心、2个新材料测试评价中心,力争建成1个国家级制造业创新中心。《行动计划》全文如下:重庆市先进材料产业集群高质量发展行动计划(2023—2027年)先进材料产业是实体经济的根基,是支撑国民经济发展的基础性产业和赢得国际竞争优势的关键领域,是产业基础再造的主力军和工业绿色发展的主战场。先进材料产业虽是高载能产业,但并不是落后产业、夕阳产业,其能耗、排放总量更多是由于产业特性及规模总量所决定的,要纠正在对待先进材料产业发展上产生的认识偏差,贯彻落实市委、市政府打造全市“33618”现代制造业集群体系各项决策部署,大力支持先进材料产品生产和先进生产工艺应用,加快推动先进材料主导产业集群发展,有力支撑我市国家重要先进制造业中心建设,特制定此行动计划,有效期为2023—2027年。一、总体要求以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,全面贯彻党的二十大精神,深入落实习近平总书记对重庆所作重要讲话和系列重要指示批示精神,完整、准确、全面贯彻新发展理念,以打造重庆万亿级先进材料产业集群为目标,大力发展轻合金、优特钢、精品铜材、高性能纤维及复合材料、高端合成材料;加强光伏材料、锂电材料、氢能材料、特种功能材料等产业培育;加强矿产资源开发利用,优化基础材料领域布局,有序开展低效产能整合。到2027年,基本构建起产业结构更加合理、研发水平显著提高、产业规模持续提升、质量效益不断增强的“4+4+N”现代先进材料产业体系,全市先进材料产业产值突破10000亿元。国家重要轻合金、玻璃纤维及复合材料、合成材料产业基地基本打造完成,成为国家有重要影响力的特色先进材料产业集聚区。专栏一 “4+4+N”先进材料产业体系“4”指大力发展四大先进基础材料产业:先进有色金属材料、先进钢铁材料、先进化工材料、先进绿色建材。“4”指重点培育四大关键战略材料产业:新能源材料、特种功能材料、新一代信息技术材料、储能材料。“N”指培育气凝胶材料、石墨烯材料、未来材料等前沿新材料。二、重点方向(一)做大做强先进基础材料。1.先进有色金属材料。夯实铝合金产业链基础,发展高强高模耐蚀铝合金、铸锻一体合金、高精度宽幅板材、高性能热传输铝基复合箔材、新型锂电箔材、大型复杂断面型材等产品,推广低碳冶炼技术,发展再生铝、循环经济产业,推动铝基新材料向下游延伸,打造国内实力最强的铝加工产业基地。补齐镁基材料关键环节,大力发展低能耗镁合金、高强耐蚀合金、耐高温合金、变形镁合金、镁合金型材、宽幅板材、大型复杂件等产品,扩大产业规模,全面促进镁合金材料高端化发展。延伸钛合金加工产业链,提升研发能力,大力发展钛合金板材、型材、管材、丝材加工、复杂关键铸件,延伸产业链,提升价值链。做大铜基材料加工产业,积极发展精密铜带、箔、丝材,新能源汽车及高效电机专用电磁线,支持发展低松比铜粉、复合铜粉、包覆铜粉等铜基粉末材料。2.先进钢铁材料。大力发展高品质建筑用钢、汽摩用钢、优特钢、高端不锈钢和废钢回收利用体系。高品质建筑用钢重点发展耐候钢、大尺寸型钢、海工钢、高强结构用钢,加快建筑结构用高强度抗震钢筋、高延性冷轧带肋钢筋等产品开发,支持热镀锌无铬钝化板、无铬彩涂板等应用。汽摩用钢领域加快推动超高强钢和热成型钢研发及产业化,支持发展汽摩用棒、线材,加快节能与新能源汽车用钢、先进轨道交通装备用钢等产品开发应用。优特钢领域重点发展耐高温钢、耐蚀钢、无取向硅钢、轴承钢、高性能工模具钢、高性能取向电工钢、低膨胀钢、非晶合金、高温合金等,培育发展高品质铁基合金粉末、半导体用钢等。高端不锈钢领域重点发展不锈钢板、带、丝、线材和不锈钢装饰管、流体焊管和无缝管。支持废钢铁回收利用体系建设,大力发展静脉产业,鼓励短流程冶炼生产优特钢、不锈钢。3.先进化工材料。做大做强五大优势合成材料产业链,围绕聚氨酯、聚酯、高端聚烯烃、聚酰胺、聚甲基丙烯酸甲酯产业链强链补链,扩大己二酸、MDI、BDO、PTMEG、己二胺、PA—66、PET等优势产品产能,规划建设MTO项目,积极发展乙二醇、环氧乙烷、环氧丙烷、聚醚多元醇等短缺产品。培育成长型合成材料产业链,推动甲醇、合成氨等产品延伸产业链,培育发展聚碳酸酯PC、环氧树脂、聚丙烯酰胺PAM、氰纶PAN、高吸水性树脂SAP、聚丙烯酸酯树脂、超高分子量聚乙烯UHMW—PE、聚α-烯烃等。积极发展氟材料产业链,重点发展聚氟乙烯PVF、聚偏氟乙烯PVDF和聚全氟乙丙烯FEP等含氟材料及重要原料,如R152a、R142b、六氟丙烯、TFE、三氟氯乙烯、三氟乙酸乙酯、三氟乙酸等。培育发展生物基和可降解材料产业链,重点发展戊二胺、丁二酸、乳酸、1,3—丙二醇等生物基产品,延伸发展生物基PBS、聚乳酸、PTT、PBAT/PBS、PGA、PPC等可降解高分子材料及尼龙56纤维和工程塑料等产品。加大碳酸酯、PPS、聚甲醛、碳纤维材料、功能性膜材料、高强度纤维、改性塑料发展力度,壮大专用化学品产业规模,重点发展与集成电路、平板显示器、印刷电路板、新能源电池等领域需求的电子化学品,提升功能添加剂、水处理剂、氢氰酸衍生物、肼类衍生物、光气衍生物及含氮、磷、硫、硅、氯、氟等杂元素的精细化学品,发展环境友好的水性涂料、高固体涂料、粉末涂料、高性能防腐涂料等新型涂料产品,发展同位素、特种氧化物及相关衍生物产品。4.先进绿色建材。大力拓展玻璃纤维及复合材料产业链,发展超细、高强高模、低介电等高性能玻璃纤维及制品,提升低介电玻纤电子布、微玻纤高效绝热及过滤材料、风电叶片拉挤板材产业规模,支持打造集前端研发、上游矿产开采加工、中游玻璃纤维生产、下游复合材料生产及应用于一体的玻璃纤维全产业链生产基地,提高玻璃纤维制品本地消纳水平,重点培育碳纤维、玄武岩纤维、陶瓷纤维等其他高性能纤维及增强复合材料。做强装配式建筑产业链,重点发展特种、专用、优质水泥,高品质机制砂石,保温装饰一体板、增强型发泡水泥无机复合墙板、集成厨卫门窗模块等集成部品部件,建筑信息模型等建筑装配构件系统,推动低效水泥熟料生产线整合,丰富产品品种,稳步推进千万吨级机制砂石绿色生产基地建设。延伸玻璃产业链,重点发展低辐射镀膜玻璃、高端汽车玻璃、热致调光玻璃等玻璃深加工产品,积极发展电子玻璃、智能玻璃模组。壮大先进陶瓷产业,大力发展节水、智能化卫生陶瓷及整体卫浴产品,支持发展压电陶瓷、热电陶瓷、结构陶瓷等功能陶瓷,加快发展蜂窝陶瓷等节能环保陶瓷材料。提升新型墙材,重点开发高效节能保温砌块,支持利用固废、页岩资源等发展空心砌块、轻质高强节能隔墙板材、高档装饰砖、透水砖等新型墙体材料。(二)持续提升关键战略材料。1.新能源材料。大力发展风电纱及复合材料、风电叶片等风电材料,支持光伏玻璃、组件、太阳能级硅片、边框等光伏产业支撑材料,培育质子交换膜、极板、催化剂材料支撑氢能产业发展,提升新能源材料产业链自主化水平,推动产业集群发展。2.特种功能材料。鼓励发展金属复合材料、稀有金属功能材料及元器件、特种合金材料、特种气体、贵金属材料、难熔金属材料、金属有机框架材料(MOFs)、传感器敏感材料及元件、特种陶瓷材料制品、磁材、靶材、催化材料等功能材料,解决“卡脖子”问题,补齐产业短板,提升高端材料制造水平。3.新一代信息技术材料。发展大尺寸硅片、三代半导体、柔性显示材料、电子玻璃及组件、人工晶体、衬底材料、电子专用化学材料、新型复合材料等,支撑重庆“芯屏端核网”等智能产业发展。4.新型储能材料。培育壮大新型正负极材料、集流体材料、隔膜材料、薄膜电池、镁基储氢、液流电池材料等,实现关键技术迭代突破,形成具有较强自主能力的新型储能材料体系。(三)加快培育前沿新材料。1.气凝胶材料。以硅基气凝胶为基础,重点发展多种规格的气凝胶绝热毡、气凝胶涂料、气凝胶纤维、气凝胶复合材料、保温板、吸附过滤材料等。加快推动气凝胶在深冷绝热领域的产品设计开发,扩大在工业保温、建筑节能、纺织服装领域的应用规模。加快推动气凝胶产品设计及应用,聚力开拓下游应用领域,打造产业链。2.石墨烯材料。加快石墨烯在电子信息、新型储能、柔性显示、大健康等领域的应用,培育发展显示模组、超级电容、电子皮肤、隔膜等石墨烯产品。突破石墨烯产业前沿技术和共性关键技术,加强石墨烯薄膜、微片衍生物、高导热功能材料、电磁屏蔽材料、传感器材料、改性材料等研发,加强工业设计开发,拓展应用市场,逐步形成石墨烯产业集聚发展的态势。3.未来材料。引育一批适应未来发展需求的纳米材料,开发满足光电、新能源、医药等领域的新型纳米材料。储备一批智能材料、仿生材料、液态金属、高熵合金和新型超导材料制造技术,面向空天、深海、深地、深冷等条件下的国家重大工程需求,加强特种材料研发,形成一批创新成果。三、主要任务(一)实施先进材料企业引育工程。聚焦先进材料产业“4+4+N”发展方向,编制先进材料产业地图和产业链招商目录,明确产业链短板、薄弱环节,针对性开展精准招商引资,吸引一批行业龙头企业落户,引导央企、大型国企在渝建设布局产业战略备份基地。围绕我市先进材料产业重点发展领域,加快培育本地先进材料企业,建立先进材料企业培育库,加强分类指导,着力培育一批先进材料龙头企业、科技型中小企业、专精特新企业、制造业单项冠军、独角兽企业,积极推动符合条件的先进材料企业挂牌上市。百亿级先进材料企业达到10家以上,五十亿级先进材料企业达到15家以上,先进材料上市企业达到10家以上。(责任单位:市经济信息委、市招商投资局、市金融监管局,有关区县人民政府)(二)实施重点产业集群建设工程。加快壮大轻合金材料、纤维及复合材料、合成材料产业集群,按照“一个产业集群、一套工作机制、一个行动计划”模式,锚定强链、补链、延链、固链关键,重点打造以九龙坡区、綦江区、涪陵区、万州区、黔江区、万盛经开区、南川区为核心的轻合金材料产业集群,以大渡口区、长寿区、黔江区、渝北区、涪陵区、永川区为依托的纤维及复合材料产业集群,以涪陵区、长寿区为核心的合成材料产业集群,形成国家重要的先进材料产业集聚区。支持长寿区、大足区、涪陵区、大渡口区等区县打造钢铁材料产业集群,支持万州区、江津区等区县打造铜加工产业集群,支持两江新区、西部科学城重庆高新区等区县打造电子先进材料产业集群,支持两江新区、九龙坡区、大渡口等区县打造航空材料产业集群,支持两江新区、西部科学城重庆高新区、长寿区、涪陵区、九龙坡区、铜梁区、忠县、垫江县、秀山县等区县打造新能源及新型储能材料产业集群。鼓励长寿区、合川区、九龙坡区等区县培育气凝胶特色材料产业集群,鼓励两江新区、西部科学城重庆高新区培育石墨烯特色材料产业集群,鼓励大足区培育锶盐特色材料产业集群、城口县培育钡盐特色材料产业集群,鼓励荣昌区、永川区等区县培育陶瓷特色材料产业集群。打造一批重点材料产业集群,培育一批特色材料产业集群,建设具有核心竞争力、特色鲜明的先进材料产业集群,形成3个全国重要的产业集群,打造5个在细分行业具有较强竞争力的产业集群。(责任单位:市经济信息委、市发展改革委,有关区县人民政府)专栏二 重点材料产业集群建设工程序号集群名称重点区县1轻合金材料产业集群九龙坡区、綦江区、涪陵区、万州区、黔江区、江津区、铜梁区、合川区、永川区、两江新区、万盛经开区、南川区等2纤维及复合材料产业集群大渡口区、长寿区、黔江区、渝北区、永川区、涪陵区、綦江区、丰都县、万州区、江津区、开州区等3合成材料产业集群涪陵区、长寿区、万州区、潼南区、南川区、綦江区、万盛经开区等4钢铁材料产业集群长寿区、涪陵区、大足区、江北区、永川区、万州区、大渡口区等5铜加工产业集群万州区、江津区、綦江区等6电子新材料产业集群两江新区、西部科学城重庆高新区、涪陵区等7航空材料产业集群两江新区、九龙坡区、渝北区、大渡口区等8新能源及新型储能材料产业集群两江新区、西部科学城重庆高新区、长寿区、九龙坡区、涪陵区、江津区、永川区、铜梁区、垫江县、忠县、秀山县、丰都县、巫溪县等(三)实施先进材料创新平台创建工程。推动材料行业研产用联合创新平台建设,推动产业链上下游协同发展,筹备建设先进材料产业制造业创新中心、新材料生产应用示范平台、检测评价中心等创新平台。鼓励建设国家级的企业技术中心,鼓励产业链链主企业、行业龙头企业建设产业链创新联合体。加强对创新平台的政策支持,把创新平台变成产业发展的推进器、新兴项目的孵化器,支持市级创新平台积极申报国家创新平台,到2027年建成8个市级制造业创新中心、2个新材料测试评价中心,力争建成1个国家级制造业创新中心。(责任单位:市经济信息委、市发展改革委、市科技局,有关区县人民政府)(四)实施先进材料协同创新工程。高标准建设先进材料市级制造业创新中心,充分发挥相关高校国家实验室、两江新区科创中心、西部科学城重庆高新区等创新平台引领作用,加快建立健全以政府为指导、企业为主体、市场为导向、政产学研金服用深度融合的先进材料产业创新体系。在智能网联汽车、智能装备、5G通信、节能环保等重点领域实施先进材料解决方案攻关工程,加强先进材料生产企业与下游用材企业联合开发,从原材料开发、产品设计等源头开始,通过生产端和应用端联合开发、联合创新,系统解决材料开发、制造装备、成型加工装备、加工工艺技术、工业化生产、行业标准、知识产权保护、先进材料产业服务体系等问题,形成有较强自主能力的先进材料产业体系。(责任单位:市经济信息委、市发展改革委、市科技局、市市场监管局,有关区县人民政府)(五)实施产业生态优化工程。充分利用现有政策,策划专项政策,集聚最优资源,集中最优政策,营造最优环境。强化工业设计赋能产业发展,推动先进材料领域工业设计中心和应用场景搭建。坚持产业发展与工业园区环境建设相适应,形成企业之间密切协作、核心企业和主导产业带动的产业链条,坚持以产业持续发展为重,以人为本,围绕主导产业链打造具有前瞻性的生产生活服务配套设施,形成要素流、资金流和人才集聚的现代工业园区,打造3个先进材料协同创新示范产业园。(责任单位:市经济信息委,有关区县人民政府)四、保障措施(一)加强组织协调。组建我市先进材料产业集群工作专班,加强部门协同和市区联动,树立“一盘棋”思想,统筹落实先进材料产业发展各项工作,协调解决发展重大问题,集中力量推动补链强链和特色产业集群发展。发挥领军企业、链主企业的导向和带动作用,完善产业生态。发挥创新联合体、行业协会、联盟等组织桥梁纽带作用,掌握政策动态,及时疏通产业发展的难点、堵点。(责任单位:市经济信息委、市级有关部门,有关区县人民政府)(二)加大政策支持。落实好国家部委和我市出台的各项政策措施,形成政策合力。出台针对性支持政策,倾斜支持先进材料产业特别是战略性新兴材料领域加快发展,充分发挥政府引导作用,聚焦先进材料产业高质量发展重点任务和目标,积极招商引资,壮大产业规模,提升发展质量。在企业培育、产业创新、集群打造、产业融合、公共服务等产业链关键环节、薄弱环节,加大政策支持力度。(责任单位:市经济信息委、市级有关部门,有关区县人民政府)(三)抓好示范引领。围绕国防军工、民生安全等重点领域,针对先进材料研用脱节、材不好用等短板,开展示范平台、示范工程建设,重点突破关键共性技术,依托工业设计赋能拓展应用市场,打通产业化与市场化的途径。支持先进材料应用场景开发,继续实施新材料首用计划和新材料首批次保险,加大推广应用力度,发挥好政府引导作用。(责任单位:市经济信息委、市级有关部门,有关区县人民政府)(四)强化要素保障。充分发挥陆海新通道运营平台作用,完善产业链、稳定供应链、融通资金链。统筹抓好煤、电、水、气、运等生产要素协调,降低企业用能成本,保障关键产品供应,保障园区建设、重点项目需求。引导金融服务重点向先进材料项目和专精特新企业倾斜,拓展直接融资途径,纾解融资难、融资贵问题。落实创新领军人才等相关政策,完善面向先进材料产业的人才服务体系,大力引进先进材料产业急需的各级各类人才,提升智力支撑。(责任单位:市经济信息委、市级有关部门,有关区县人民政府)
  • 安徽:新材料产业力争2025年产值规模突破1万亿元
    新材料是指新出现的、具有优异性能或特殊功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料。新材料产业是新一轮科技革命与产业变革中创新最为活跃、发展最为迅猛的新兴产业之一。4月6日,安徽省发展改革委印发《安徽省“十四五”新材料产业发展规划》(以下检测《规划》)。《规划》提出产值年均增速保持20%以上,力争2025年产值规模突破1万亿元,初步形成产学研结合紧密、产用协同良好、服务管理体系健全、自主创新能力强、特色明显的新材料产业发展体系的发展目标。《规划》提出三个发展方向,包括大力发展三大先进基础材料、重点培育两大关键战略材料和加速布局前沿新材料。《规划》部署了三项重点任务,包括创新体系建设工程、企业招引培育工程和产业集群打造工程。《规划》原文如下:安徽省“十四五”新材料产业发展规划 新材料是指新出现的、具有优异性能或特殊功能的材料,或是传统材料改进后性能明显提高或产生新功能的材料。新材料产业是新一轮科技革命与产业变革中创新最为活跃、发展最为迅猛的新兴产业之一。“十四五”时期,是我省深入贯彻习近平总书记对安徽作出的系列重要讲话指示批示,奋力推进“三地一区”建设的关键阶段。省委、省政府高度重视新材料产业发展,将新材料产业列为“十四五”时期重点发展的十大新兴产业之一。加快发展新材料产业,对于引领战略性新兴产业发展,促进传统产业转型升级,加快碳达峰碳中和进程,推进“三地一区”建设具有重要战略意义。为引导我省新材料产业高质量发展,根据《“十四五”国家战略性新兴产业发展规划》《安徽省国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》等,结合我省实际,制定本规划,规划期为2021—2025年。一、背景与基础(一)全球新材料产业发展现状1. 梯级发展格局基本形成。进入21世纪以来,新材料产业在全球产业中战略地位更加突出,新一代信息技术、新能源、生物等新兴产业对新材料的需求与日俱增,新材料应用领域不断拓展,产业规模持续增长。当前,全球新材料产业已形成三级梯队竞争格局。其中,第一梯队是美国、日本及欧洲等发达国家和地区,在研发能力、核心技术高端产品市场占有率等方面占据绝对优势。第二梯队是韩国、中国等国家,正处于快速发展时期。第三梯队是巴西、印度等国家,处于奋力追赶阶段。2. 政策支持力度持续加大。全球主要发达国家和地区高度重视新材料产业发展,纷纷制定新材料相关发展战略和研究计划。美国先后出台21世纪纳米技术研究开发法案、国家制造业创新网络计划(碳纤维复合材料等轻质材料)、材料基因组计划等发展战略。德国《高技术战略2020》《德国工业战略2030》将新材料列为国家科技发展战略中最重要的领域之一。日本政府连续制定4期科学技术基本计划,确定材料重点发展领域。主要发达国家和地区针对如高温合金、碳纤维及其复合材料、新型显示材料、第三代半导体材料、稀土新材料、石墨烯等新材料重点领域,出台专项支持政策,以巩固其领先地位。3. 关键材料垄断局面加剧。近年来,全球新材料产业龙头企业依托其技术与规模优势,在高技术含量、高附加值的新材料产品市场中保持主导地位,并通过并购、重组等方式不断扩张,在全球产业链供应链中处于主导地位,高端材料全球垄断局面进一步加剧,对于二、三梯队国家新材料产业发展形成较强制约。如日本、德国5家企业占据全球80%以上的半导体硅材料市场份额,日本、德国4家企业占据全球90%以上半绝缘砷化镓市场份额。(二)我国新材料产业发展现状1. 产业规模不断扩大。我国拥有全球产业门类最全、规模最大的材料产业体系,钢铁、有色金属、稀土金属、水泥、玻璃、化学纤维、先进储能材料、光伏材料、有机硅、超硬材料、特种不锈钢等百余种材料产量达到世界第一位。在雄厚材料产业基础的支撑,以及下游市场需求的带动下,我国新材料产业发展取得长足进步。2020年我国新材料产业产值超过5万亿元。2. 创新能力显著提升。我国新材料产业研发应用能力在不断积累中逐步增强,围绕新材料应用技术开发及推广体系的建设,先后启动核能材料、航空发动机材料、航空材料等15家国家新材料生产应用示范平台的建设。在关键新材料的制备、工艺流程、新产品开发以及资源综合利用等方面取得一系列重大突破。高温合金方面,研制出200多个牌号的合金及零部件,装备水平进入国际先进行列;半导体材料方面,掌握了满足65—90nm线宽集成电路用300mm硅片制备技术和无位错450mm硅单晶实验室制备技术,第三代半导体材料技术直追国际先进水平,应用水平与国外同步。3. 产业集聚态势明显。在政策、技术及市场驱动下,国内新材料产业已呈现明显集聚发展态势,形成了环渤海、长三角和珠三角三大综合性新材料产业聚集区。其中,环渤海地区的航空航天、新能源、电子信息、新型化工材料,长三角地区的稀土功能材料、高技术陶瓷、膜材料、磁性材料、硅材料、特种纤维材料,珠三角地区电子信息材料、生物医药、改性工程塑料、新能源材料、特种陶瓷材料等集聚态势明显。(三)我省新材料产业基础1. 产业规模持续壮大。“十三五”期间,全省新材料产业规模进一步扩大,产业结构持续优化,优质企业快速成长,成为全省经济增长新动能。截至2020年底,全省新材料产业产值突破4000亿元,近5年年均增长超过20%。初步形成了以先进金属材料、先进化工材料、新型建材等为代表的先进基础材料体系,以新一代信息技术材料、新能源材料、先进半导体材料、生物医用材料等为代表的关键战略材料体系,以及以增材制造材料、超导材料、石墨烯材料等为代表的前沿新材料体系。2. 创新体系日益完善。已组建浮法玻璃新技术国家重点实验室、稀土永磁材料国家重点实验室、有色金属与加工技术国家地方联合工程研究中心等32家国家级创新平台,硅基材料安徽省实验室、安徽省高性能膜材料工程实验室、安徽省铝基复合材料工程研究中心等300多家省级创新平台,成立硅基新材料、铜基新材料、化工新材料、软包装新材料、军民融合先进材料等技术创新战略联盟,产业创新服务体系逐步形成。创新成果不断涌现,动态存储芯片、柔性可折叠玻璃、陶铝新材料等新材料实现并跑领跑,8.5代TFT玻璃基板、铜铟镓硒发电玻璃、PVA光学薄膜、MEMS传感器等一批创新成果率先实现国产化,特种缓冲吸能材料成功应用于“嫦娥四号”,铁基超导等前沿新材料技术取得重大突破,产业发展由要素驱动向创新驱动转变。3. 集聚态势日趋显现。已初步形成一批具有较强影响力的新材料产业基地和产业集群。铜陵先进结构材料基地入选国家第一批战略性新兴产业集群;蚌埠硅基新材料、安庆先进化工材料、铜陵铜基新材料、淮北陶铝和高端铝基金属材料、淮北先进高分子结构材料跻身省级重大新兴产业基地,马鞍山先进钢铁材料、合肥新能源材料、合肥新型显示新材料、蚌埠生物基新材料、滁州凹凸棒基新材料、两淮煤化工新材料等产业集群已呈现明显集聚态势。宝武马钢、铜陵有色、海螺集团、中建材蚌埠院、合肥杰事杰、皖维集团、大地熊、国风集团、合肥乐凯、安庆石化、飞凯新材料、丰原生化等一批骨干企业带动效应逐渐显现,推动我省新材料产业发展驶入快车道。虽然我省新材料产业发展取得了长足进步,相较于国内领先地区,仍面临一些问题。一是产业竞争力仍不够强。整体规模仍不够大,龙头企业数量不多,深加工程度不足,特色发展仍不明显。二是原始创新能力不足。多数新材料企业的创新集中于模仿和逆向开发,新材料原创性成果和颠覆性产品较少,部分新材料产品的核心技术受制于人。三是产业生态有待进一步完善。创新生态、生产生态、应用生态三个环节存在脱节现象,制约了新材料产业的高质量发展。(四)新材料产业发展趋势1. 多学科交叉融合成为主流。随着大数据、人工智能、超级计算机、量子计算等先进技术的迅速发展,以及基础学科的突破、新技术的不断涌现,全球新材料产业呈现多学科技术交叉,技术融合创新的显著特征。如材料基因组、量子化学等方法可为新材料研发提供海量结构化数据,利用人工智能技术可从海量数据中迅速找到材料特性之间的因果关系。新技术应用将推动新材料研发、设计、制造和应用发生重大变革,使新材料研发周期和研发成本大幅缩减,将加快探索发现前沿材料、实现材料新功能的进程,如美国西北大学研究人员利用人工智能算法将新材料发现过程提速200倍。2. 绿色智能化成为发展方向。绿色和可持续发展理念已经成为人类共识,世界各国都将新材料与绿色发展紧密结合,高度重视新材料与资源、环境和能源的协调,推进新材料全生命周期绿色化发展。流程短、污染少、能耗低的绿色化生产制造以及材料回收循环再利用,成为新材料产业适应经济社会可持续发展要求的必然选择,如欧洲首倡材料全生命周期技术,高度重视从生产到使用全生命周期的低消耗、低成本、低污染和回收利用等。3. 颠覆与引领成为发展趋势。在新一轮科技革命和产业变革中,颠覆性与引领性是实现新材料关键核心技术自主可控,实现跨越式发展的关键。人工智能、量子计算、固态锂电池、氢燃料电池等前沿技术发展与突破都离不开新材料研发,新材料的作用已逐渐从基础性、支撑性向颠覆性、引领性转变。(五)面临形势“十四五”时期,是世界百年未有之大变局和“两个一百年”奋斗目标历史交汇的特殊期,我省发展面临的机遇和挑战出现新的变化。从国际看,世界百年未有之大变局加速演进,国际环境日趋复杂,不稳定性不确定性明显增加,新冠肺炎疫情影响广泛深远,经济全球化遭遇逆流,国际经济、科技、文化、安全、政治等格局都在发生深刻调整。全球宏观格局对于产业与科技发展方式影响深远,新一轮科技革命和产业变革深入发展,呈现智能化主导、融合式聚变、多点突破的态势。新材料已经成为国际竞争的重点领域,产业格局发生重大调整,创新步伐加快,新材料与信息、能源、生物等高新技术跨学科融合加速,互联网+、材料基因组计划、增材制造等新技术新模式蓬勃兴起,为新材料产业发展创造了良好的历史机遇。同时,受新冠疫情等因素影响,全球新材料创新链、产业链、供应链面临较大冲击,已成为新材料产业发展的重要挑战。从国内看,我国经济已转向高质量发展阶段,以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局加快构建,新材料作为我国加快传统产业转型升级、壮大战略性新兴产业、构筑产业核心竞争力的关键支撑,对于推进产业基础高级化、产业链现代化具有重要现实意义。从省内看,长三角一体化发展、共建“一带一路”、长江经济带、中部地区高质量发展等重大战略在我省叠加实施,区位交通、市场腹地、人力资源、生态环境、产业基础等优势逐步凸显,科教资源集聚、自贸试验区、重大创新平台集中的“关键变量”融合叠加,营商环境更加市场化、国际化、法治化。同时,也面临要素保障难度加大,市场竞争日趋激烈等挑战。总体上看,“十四五”时期,我省新材料产业发展机遇和挑战并存,机遇大于挑战,处在多重发展机遇的叠加期、转型升级的关键期、锻长板补短板的突破期、缩小发展差距的机遇期,发展新材料产业大有作为。二、总体思路(一)指导思想以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻党的十九大和十九届历次全会精神和习近平总书记对安徽作出的系列重要讲话指示批示,立足新发展阶段,完整、准确、全面贯彻新发展理念,服务和融入新发展格局,坚持创新驱动发展,推动高质量发展。抢抓长三角一体化发展、中部地区高质量发展、长江经济带发展、自贸试验区建设等重大战略机遇,面向重大工程、新兴产业和民生保障等领域需求,以做大体量、做强企业、做优生态为目标,以“1520”行动计划为主要抓手,着力攻关一批新材料关键技术,实施一批重大新材料项目,推进新材料产业高端化、绿色化、智能化、集群化发展,形成万亿级规模总量、千亿级细分产业引领、百亿级龙头企业支撑的产业格局,全力打造特色鲜明、拥有核心竞争力的新材料产业发展高地,为“三地一区”建设提供强有力支撑。(二)发展原则坚持市场主导和政府引导相结合。充分发挥市场配置资源的决定性作用,突出企业市场主体地位,破除体制机制障碍,激发企业创新活力。准确把握新材料产业发展趋势,重视新材料测试评价、推广应用和市场培育。积极发挥政府部门在组织协调、政策引导、完善产业生态中的重要作用。坚持重点突破和特色发展相结合。围绕“四个面向”重大需求,注重国际交流合作,实施重大工程,突破新材料规模化制备的成套技术与装备。坚持因地制宜、特色发展,加快发展产业基础好、市场潜力大的关键新材料,打造特色鲜明的新材料产业体系。坚持创新驱动和数字赋能相结合。坚持科技自立自强导向,强化企业创新主体地位,聚焦国家重大战略需求和产业发展瓶颈,加快关键核心技术攻关,增强技术自主水平。抢抓信息技术迭代升级契机,坚持以工业互联网赋能实体经济,推动新材料产业与5G、工业互联网、人工智能等技术深入融合,加速产业数字化、网络化、智能化转型。坚持绿色低碳和集聚发展。以实现环境效益、经济效益和社会效益多赢为目标,调整优化产业结构,坚决遏制高耗能、高排放项目盲目建设,大力推广绿色低碳技术,推动专业化、集约化绿色转型和高质量发展,构建高效、清洁、循环的绿色制造体系。鼓励各地结合自身发展特点,以园区为载体,促进产业链的形成与延伸,引导推动企业集聚发展,逐步形成专业分工明确、协作配套紧密、规模效应显著的新材料产业集群。(三)发展目标到2025年,培育一批具有国际影响力的龙头领军企业,搭建一批国家级创新平台,形成一批具有核心竞争力的特色拳头产品,跻身全国新材料产业发展第一方阵,努力培育具有国际影响力、国内一流的新材料产业聚集地。产业规模。产值年均增速保持20%以上,力争2025年产值规模突破1万亿元,初步形成产学研结合紧密、产用协同良好、服务管理体系健全、自主创新能力强、特色明显的新材料产业发展体系。创新能力。建成安徽省新材料研究院,新培育5家以上国家级创新平台、15家以上省级创新中心、10个以上创新联盟等科技创新载体。在硅基新材料、陶铝新材料、生物医用材料、高性能纤维及复合材料等领域突破一批核心关键与共性技术,形成一批标志性技术创新成果。企业培育。培育3家以上千亿级产值的行业龙头企业,20家以上百亿级的行业优势企业,30家以上国家级制造业单项冠军和隐形冠军企业,500家以上高新技术企业。产业集群。重点打造硅基新材料、先进化工材料、先进金属材料、高性能纤维及复合材料、生物医用材料5大千亿级产业集群,做优做强10条百亿级产业链(群),形成特色鲜明、集群发展的新格局。专栏1 “1520”行动计划“1”指力争到2025年,全省新材料产业规模达到1万亿元,成为具有区域特色、世界级新材料产业基地。“5”指力争到2025年,形成硅基新材料、先进金属材料、先进化工材料、生物医用材料、高性能纤维及复合材料5个国内领先的千亿级产业集群。“20”指力争到2025年,培育形成20家百亿级的新材料龙头企业,形成龙头企业领航,中小企业核心配套,以大带小、上下联动,大中小企业融通发展的产业发展格局。三、发展方向结合“铜墙铁壁”产业转型升级需要,围绕“芯屏器合”“集终生智”等新兴产业发展需求,集中优势资源,锚定我省新材料产业发展特色赛道,加快推动传统基础材料转型升级,促进先进基础材料高端化,加快关键战略材料规模化和应用推广步伐,推动前沿新材料重大原创性技术突破,取得一批重大创新成果。培育形成一批具有核心竞争力产业集群,构筑我省新材料产业发展“3+2+N”新格局。专栏2 “3+2+N”新材料产业体系“3”指大力发展三大先进基础材料产业:先进金属材料、先进化工材料、硅基新材料。“2”指重点培育两大关键战略材料产业:生物医用材料、高性能纤维及复合材料。“N”指培育3D打印材料、超导材料、石墨烯材料、高熵合金等前沿新材料。(一)大力发展三大先进基础材料1. 先进金属材料以先进钢铁材料,先进铜基、先进铝基、先进镁基等先进有色金属材料为重点发展方向,着力丰富产品类型,提升产品质量,打造具有国际竞争力的先进金属材料集群。(1)先进钢铁材料聚焦轨道交通、航空航天、汽车和能源等领域重大需求,重点突破钢铁材料生产及加工关键技术,实现关键钢材进口替代。依托马鞍山、六安等地产业基础,重点发展先进制造关键基础零部件用钢、先进轨道交通用钢、新型高强汽车用钢等特种钢品种,不断拓展应用范围,打造优特钢基地。专栏3 先进钢铁材料发展方向重点产品高性能轴承、齿轮、模具、钢轨、车轴/车轮/转向架、高强度用冷轧板、超高强度板及镀层板、高温合金、高强度低合金钢、合金结构钢等。突破的关键技术低碳冶炼、洁净钢冶炼关键技术、高韧性热处理关键技术、超长疲劳寿命表面处理关键技术,短流程冶炼技术、高铁轮轴材料关键制造技术、宽幅超薄精密带钢关键技术、精密极薄带钢轧制及热处理技术、高端取向硅钢冷轧技术等。(2)先进有色金属材料铜基材料。面向电子信息、新能源、交通运输、智能制造等领域需求,依托铜陵、芜湖等地产业基础,突破超高精度超薄铜合金带材等关键制备技术,大力发展电子信息、新能源、交通运输、智能制造等领域用铜基材料。铝基材料。聚焦建筑业、汽车行业、消费电子、轨道交通、新能源等领域高端铝材需求,依托淮北及阜阳等地产业基础和再生铝资源优势,突破铝基复合材料、铝基高端工业型材关键环节、关键技术,推动铝基新材料向下游延伸,打造在国内具有重要影响力的铝基材料产业基地。镁基材料。聚焦航空航天、汽车等领域的轻量化、高强度发展要求,依托合肥、池州等地产业基础,突破低成本高纯镁的提纯精炼和镁合金加工技术,提升高性能低成本镁合金复杂精密加工能力,全面促进镁合金材料高端化发展。钛基材料。以航空航天、船舶、医药需求为导向,支持蚌埠等地加大钛合金研发投入,突破大型钛合金型材、管材、丝材加工技术瓶颈,实现高端钛合金材料产业化。锆基材料。鼓励蚌埠等地做大做强电熔氧化锆系列特色产品,支持企业加大研发投入,重点发展电子信息、核工业用高端锆基材料。高端靶材。结合我省十大新兴产业需求,支持合肥、蚌埠、阜阳等地发展半导体、新型显示、光伏电池用高纯溅射靶材。稀土功能材料。发挥我省骨干企业优势,支持合肥、马鞍山等地集聚发展稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土储氢材料、稀土催化材料、稀土抛光材料等稀土功能材料。专栏4 先进有色金属材料发展方向重点产品    先进铜基材料:超薄铜箔、高强高导铜合金带、高端异型铜带、高温超导铜合金、精密铜合金棒和环保、高耐蚀铜合金材、5G手机散热用薄壁铜管等。    先进铝基材料:建筑用铝型材、交通运输铝型材及合金和铝铸件、大飞机关键构件、高性能陶铝材料等。    镁基:高端镁及镁合金锻件、挤压型材、板材、汽车与轨道交通轻量化用变形、铸造镁合金等。    先进钛基材料:钛合金粉末、高性能宽幅钛合金板材等。    先进锆基材料:工业海绵锆、纳米氧化锆等。    高端靶材:钼/铬/ITO/铟/AZO/ZnS/钽/铜/钛/铝/金/镍/高熔点金属/铬等靶材。    稀土功能材料:稀土永磁材料、稀土发光材料、稀土储氢材料、稀土催化材料、稀土抛光材料突破的关键技术    高精度高纯无氧铜板/带/箔材产业化生产技术,高精度超薄框架铜合金带材产业化生产技术,高致密无泄漏可靠特种制备技术,长寿命高耐磨环境友好型铜合金产业化生产技术,低成本高纯镁的提纯精炼技术,镁合金大型承力构件控制成形技术,铝合金汽车轻量化结构件精深加工技术,钛合金粉体制备技术,工业海绵锆关键技术,大型薄壁复杂整体精铸件铸造关键技术等。2. 先进化工材料以工程塑料、特种橡胶、功能膜材料、电子化工新材料为主要方向,努力突破一批关键先进化工材料以及关键配套原材料的供应瓶颈,积极开发高性能、专用性、绿色环保的先进化工材料。工程塑料。围绕汽车、机械、电子电器、医疗、航空航天等领域需求,支持安庆、阜阳、铜陵、芜湖等地全力攻关工程塑料高性能化、多功能化、复合化相关技术,加快发展汽车、电子电器、机械、医疗等领域所用工程塑料产品。专栏5 工程塑料发展方向重点产品差别化聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚甲醛、聚酰胺、聚苯醚、聚碳酸酯、聚乙烯醇缩丁醛、特种热塑性聚酯、聚苯硫醚、特种工程塑料(聚酰亚胺、聚芳醚醚腈、聚醚醚酮、聚芳砜、聚甲基丙烯酸甲酯等)突破的关键技术聚乙烯醇缩丁醛(PVB)胶片制备技术,聚碳酸酯、特种聚酯等工程塑料的制备技术,高强高韧聚芳醚树脂合成技术,高性能热塑性聚合物发泡材料制备关键技术,塑料改性、塑料合金技术等。合成橡胶。围绕汽车及电子、高铁、航空航天、核电等领域,依托安庆、淮南等地产业基础,加大研发创新力度,大力发展耐高低温、耐老化、抗烧蚀、耐化学介质、耐候、耐臭氧、抗电弧等特殊性能及特殊工艺的橡胶材料产品。专栏6 合成橡胶发展方向重点产品氢化丁腈橡胶、溴化丁腈橡胶、溶聚丁苯橡胶、异戊橡胶及其单体、丙烯酸酯橡胶、特种含氟橡胶、氟硅橡胶、电绝缘硅橡胶。突破的关键技术丁腈橡胶氢化技术、羧基丁腈橡胶制备技术、官能化SSBR生产技术、合成橡胶干燥工艺节能技术、乳液聚合提浓技术、环保型助剂替代技术等。功能膜材料。围绕水处理、新型显示、医疗、国防等领域需求,立足合肥、安庆等地膜材料产业基础,重点发展高性能低成本水处理膜、离子交换膜、光学膜等。 专栏7 膜材料发展方向重点产品水处理膜:微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜光学膜:反射膜、增透膜、滤光片、扩散膜、增亮膜、补偿膜、高阻隔膜。特种膜:陶瓷膜、离子交换膜、渗透汽化膜、可降解膜等。突破的关键技术陶瓷超微滤膜的低温制备技术,高性能离子交换膜制备技术,混合基质膜技术,高装填密度无机膜制备技术,高温复合膜制备技术,绿色化制备技术等。电子化工新材料。围绕半导体、新型显示、汽车等领域需求,依托安庆、合肥等地相关产业发展基础,重点发展液晶显示用化学品、半导体集成电路用化学品、OLED用化学品、PCB用化学品等。专栏8 电子化工新材料发展方向重点产品光刻胶、封装胶、有机发光材料、电子特气、湿电子化学品、抛光材料、液晶材料、掩膜版等。突破的关键技术精密纯化与混配技术、分离技术、分析检验技术、环境处理与监测技术等。3. 硅基新材料依托石英砂资源优势和技术优势,全力发展半导体材料、新型显示材料、新能源材料等,努力打造具有国际竞争力的硅基新材料产业基地。同时,加快推动传统硅基材料提质转型。半导体材料。聚焦新能源、先进存储、智能语音、智能电动汽车、下一代显示技术、精准医疗等领域,巩固提升合肥、池州现有半导体材料优势地位,重点发展大尺寸硅片等第一代半导体材料,高纯磷化铟(InP)衬底材料、氮化镓材料等第二/三代半导体材料以及封装测试材料等。专栏9 半导体材料发展方向重点产品大尺寸硅片、绝缘衬底上的硅材料(SOI)、锗硅材料、硅基异质外延、纳米硅、碳化硅、氮化镓、磷化铟、砷化镓等。突破的关键技术大尺寸硅单晶缺陷控制和杂质工程技术,宽禁带半导体薄膜低缺陷的外延生长及应力调控技术,大直径、低位错宽禁带半导体单晶材料生长技术。新型显示材料。紧抓新一轮显示技术升级与产业转型的重大机遇,以合肥、芜湖、蚌埠为依托,突破柔性玻璃产业化,OLED玻璃产业化等技术,重点发展OLED显示、Mini/Micro-LED显示等新型显示用关键玻璃材料。专栏10 新型显示材料发展方向重点产品高世代TFT玻璃、柔性可折叠玻璃、高强微晶耐冲击玻璃、OLED玻璃、玻璃微球、超薄基板、Micro-LED基板等。突破的关键技术柔性玻璃产业化技术,OLED玻璃产业化技术,10.5/11代TFT-LCD超薄玻璃基板产业化技术,飞行熔化、等离子体熔化等新型熔化技术,玻璃新材料高通量计算表征开发技术,面向复杂环境的特种玻璃构件制造技术等。新能源材料。以“碳达峰、碳中和”为引领,抢抓光伏产业发展新阶段新机遇,聚焦新能源产业链上下游重点环节,强化薄膜电池、储能等关键技术迭代突破,支持合肥、滁州、蚌埠、六安、马鞍山、芜湖、宣城等市结合实际,差异化布局光伏玻璃、电池、组件、逆变器等光伏产业链重点环节,提升新能源材料产业链自主化水平。专栏11 新能源材料发展方向重点产品高温玻璃基板、超薄光伏玻璃盖板(背板)、铜铟镓硒薄膜电池、钙钛矿薄膜电池、晶硅光伏电池组件、质子交换膜、高容量长寿命三元正极材料、富锂锰基正极材料、硅碳复合负极材料、锂离子电池、高安全隔膜材料、电解液及固体电解质材料、氢能源电池材料等。突破的关键技术超薄光伏玻璃盖板(背板)高效熔化成型钢化技术、下一代电池技术、离子钝化技术、低温电极技术、全背结技术、专用吸杂工艺技术、新一代储能关键材料制备技术等。特种硅基材料。以航空航天、电子信息、生命健康、汽车、节能安全等领域需求为导向,发挥滁州、蚌埠等地资源和技术优势,重点发展交通运输、生命健康、节能安全、国防军工等领域用特种硅基材料。专栏12 特种硅基材料重点产品玻璃粉体、智能调温玻璃、防火玻璃、高铁玻璃、航空玻璃、超憎水玻璃、防结霜玻璃、高铝汽车玻璃、汽车玻璃天线、特种光学玻璃、核工业玻璃、中性药用玻璃等突破的关键技术新型熔化技术,航空航天玻璃精密加工技术,减反射涂层技术,表面处理技术,超大口径红外玻璃、高性能特种光纤制备技术。(二)重点培育两大关键战略材料1.生物医用材料以生物基新材料和医用新材料为重点,依托蚌埠、合肥地区产业基础优势,重点发展“四聚一素”生物基新材料,大力发展医药包装材料、骨科植入材料、医用防护材料等医用新材料,打造具有国际竞争力的生物医用材料产业基地。专栏13 生物医用材料发展方向重点产品生物基新材料:聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二酯(PBS)、呋喃聚酯(PEF)、聚氨基甲酸酯(PU)、纳米纤维素(NCC)、聚乙烯醇(PVA)、复合凝胶材料、制浆造纸材料、模板剂材料等。医用新材料:医药包装材料、骨科植入材料、心脑血管植入材料、生物再生材料、血液净化材料、牙科材料、医用防护纺织等材料。突破的关键技术生物质纤维素基高性能纺织纤维技术,新型低成本乳酸分离纯化技术,聚合物改性、染色性能优化关键技术,戊二胺PA56、纺丝及塑料成形加工技术、合成型生物医用材料的制备和加工关键技术,生物医用高分子及金属材料表面改性技术等。2.高性能纤维及复合材料紧跟全球高性能纤维及复合材料前沿技术发展趋势,立足高性能纤维及复合材料国产化替代,鼓励合肥、安庆、芜湖等地加快低成本新一代碳纤维及第三代先进复合材料技术、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玄武岩纤维制备技术的突破,重点发展碳纤维及复合材料、芳纶纤维及复合材料、玄武岩纤维及复合材料、玻纤及复合材料等产品。专栏14 高性能纤维及复合材料发展方向重点产品高强高模量碳纤维、大丝束碳纤维、沥青基碳纤维,高模量聚乙烯醇纤维、水溶性聚乙烯醇纤维,聚芳酰胺、对位芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维、玻纤、玄武岩纤维、特种热塑性碳纤维预浸料、大飞机机翼、耐热绝缘材料、航空涡轮发动机叶身、碳纤维储氢罐、高频高速覆铜板、防护服、防弹衣、安全防护材料等。突破的关键技术低成本碳纤维工业化生产技术、新型纺丝碳化技术、芳纶纤维的制备技术、纤维表界面成键化学的精准调控技术、玄武岩纤维高效成型技术,超高分子量聚乙烯纤维的制备技术、热塑性复合材料连续成型技术等。(三)加速布局前沿新材料面向国际科技前沿,把握未来产业发展趋势,鼓励高校院所和龙头企业等组建创新联合体,实施前沿新材料研发创新工程,支持合肥、芜湖等产业基础好、创新能力强的区域加快前沿新材料技术攻关和产业化应用突破,聚焦增材制造材料(3D打印)、智能仿生材料、超导材料、石墨烯材料、液态金属、高熵合金等细分领域,开展新材料前沿与交叉技术研究,通过研发一批、储备一批、应用一批,抢占产业发展制高点。 专栏15 前沿新材料发展方向重点产品增材制造(3D打印)材料:铁合金、贵金属、陶铝、特种陶瓷超导材料:超导磁体、超导线材等气凝胶:炭气凝胶、碳化物凝胶材料、气凝胶复合材料等。液态金属:重点发展液态有色金属材料、液态贵金属、液态稀有稀土金属材料等。高熵合金:钴、铬、铁等金属粉末石墨烯:石墨烯粉体、石墨烯薄膜、石墨烯纤维、石墨烯浆料、柔性电子用石墨烯薄膜、石墨烯基散热材料等。智能仿生材料:仿生建筑结构材料、仿生智能修复材料、仿生节能减阻材料、仿生智能医学材料等。突破的关键技术球形金属粉末雾化制粉技术、高性能低成本超导线材集束拉拔塑形加工技术、仿生生物粘附调控与分离材料的大面积制备与涂层黏合技术、石墨烯的规模制备技术等。四、重点任务聚焦重点领域,打造一批特色产业集群,建成一批高端平台,培育一批领军企业,推广应用一批重点产品,打通成果转移转化政产学研金用全链条,通过实施创新体系建设、企业招引培育、产业集群打造、重大项目推进、数字技术赋能、绿色发展升级、产业生态营造、开放合作拓展等工程,加快把我省打造成为国内具有重要影响力的新材料科技创新策源地和产业聚集地。(一)创新体系建设工程高标准建设安徽省新材料研究院,充分发挥国家实验室、合肥综合性国家科学中心等创新平台引领作用,加快建立健全以企业为主体、市场为导向、产学研深度融合的新材料产业创新体系。整合创新资源,以国家战略需求为导向,以基础研究应用为牵引,着眼新材料基础理论和技术原理,增强新材料原始创新能力,推动前沿技术探索和关键技术突破。鼓励新材料龙头骨干企业建立新材料产业创新中心和公共服务平台,针对新材料领域核心、关键、共性技术难题开展技术攻关,掌握一批核心技术,催生一批原创成果。通过构建新材料多层次创新体系,加快把我省打造成为新材料科技创新策源地。专栏16 新材料多层次创新体系建设计划新材料研究院。整合全省“多点多源”创新资源,组建安徽省新材料研究院,作为合肥综合性国家科学中心前沿交叉平台之一,积极争创国家级新材料研究院,聚焦新材料领域关键共性技术和关键核心技术研发攻关,形成全省新材料产业重要支撑。国家级创新平台。以市场化运作为核心,以网络化协作为纽带,以共性关键技术协同开发、转移扩散和商业应用为主要任务,重点围绕硅基新材料、先进金属材料、生物医用材料等领域积极争创一批国家级创新平台。省级创新平台。鼓励和引导企业加大研发投入,支持龙头企业牵头联合行业上下游、产学研力量,在高性能纤维及复合材料、高性能磁性材料、集成电路材料、高性能合金、电子化学材料等领域建设一批省级创新平台。(二)企业招引培育工程聚焦新材料产业“3+2+N”发展方向,明确产业链短板、薄弱环节,编制新材料产业地图和产业链招商目录,针对性开展“双招双引”。细化编制年度产业链招商方案,将招商任务落实到相关市县和开发区。聚焦新材料领域世界500强企业、中央企业、中国企业500强、民营企业500强、独角兽企业等,充分运用平台招商、产业链招商、以商招商、乡情招商、商会招商、展会招商、专家招商、产业基金招商等招商形式等,开展精准招商,招引一批行业龙头企业落户。围绕我省新材料产业重点发展领域,建立新材料企业培育库,加强分类指导,针对性开展企业培育工作,着力培育一批新材料龙头企业、专精特新企业和科技型中小企业。积极推动符合条件的新材料企业挂牌上市,加强企业股份制改造和上市后备企业梯队建设。专栏17 企业招引培育计划企业招引计划。围绕细分领域龙头企业和掌握核心技术创新性企业,制定详细招引工作方案,采用顶格推进模式招引具有较强牵引力和国际影响力的链主企业,采用专业招商模式招引专精特新企业和科技型中小企业。企业培育计划。重点培育硅基新材料、先进金属材料、先进化工材料等领域“独角兽”企业。力争5年内,培育3家产值超千亿级的全球领先的新材料龙头企业,20家以上百亿级的国内领先的新材料企业,30家以上国家级制造业单项冠军和隐形冠军企业。培育一批创新能力强、研发水平高、发展潜力好的新材料企业和具有广泛影响力的科技型中小企业。(三)产业集群打造工程按照“一个产业集群、一个市领导挂帅、一个专家团队支撑、一个支持政策保障、一个工作专班推进”工作模式,找准强链、补链、延链、固链环节,以园聚链、以链集群。积极支持蚌埠硅基新材料、铜陵铜基新材料打造世界级产业集群,支持安庆化工新材料、蚌埠生物基新材料、淮北铝基高端金属材料和陶铝新材料、马鞍山先进钢铁材料、合肥半导体材料等创建国家级产业集群。鼓励各市结合自身产业特点,推动“短链”延长、“断链”连通、“细链”增粗、“无链”生有、“弱链”变强,形成一批具有核心竞争力、特色鲜明的新材料产业集群。开展链主企业培育专项行动,高标准培育“3+2+N”产业链链主企业,充分激发链主企业在技术、市场和人才等方面的“头雁”作用。专栏18 产业集群打造计划    1.培育世界级产业集群    硅基新材料产业集群。充分发挥创新优势,进一步打造提升蚌埠市硅基新材料创新策源地能级。围绕我省“芯屏器合”“集终声智”产业布局,依托蚌埠、滁州、芜湖、合肥等市,重点发展壮大半导体硅基新材料、新能源硅基新材料、信息显示硅基新材料、生物医药硅基新材料等产业链,打造世界级硅基新材料产业集群。    铜基新材料产业集群。依托铜陵、芜湖等市,提升铜基新材料加工深度,重点提升线材、管材、箔材、棒材、板带等加工水平和产业层次,推动产业链向价值链高端升级,突出产业链延伸,重点发展电子信息用铜基新材料、新能源用铜基新材料、交通运输用铜基新材料、高端装备用铜基新材料等,加快培育形成世界铜基新材料产业集群。    2.争创国家级产业集群    先进钢铁材料产业集群。紧抓城市轨道、高速铁路建设提速发展的机遇,充分发挥制造配套能力强的比较优势,加快发展轨道交通装备产业,积极打造“铁矿石等资源品-钢坯-国防军工钢/能源钢/特种钢/轨道交通关键零部件等”产业链。    先进化工材料产业集群。聚焦高端工程塑料、特种橡胶、功能膜材料、电子级化学、高端润滑油脂等领域,立足省级化工园区,加速推进产业集聚和链式发展,培育若干特色产业集群。    生物基材料产业集群。立足生物基材料基础,重点打造“谷物、豆科、秸杆等-葡萄糖-乳酸等-聚乳酸、呋喃聚酯等-聚乳酸纤维、聚乳酸塑料、纳米纤维素”“金属材料、高分子材料、医用陶瓷等-骨科和牙科材料、软组织材料、心血管材料-人造器官结构元件、人造血管、人造心脏、人工肺等”等产业链。    铝基复合材料产业集群。依托现有基础优势,充分利用再生铝资源,扩大陶铝新材料产业规模,向新能源、轨道交通、航空航天、军工装备、新能源汽车等领域拓展延伸,重点发展高端铝及铝合金板、带、箔,高铁用铝合金,汽车轻量化用铝合金,航空航天用铝合金等,不断提升积聚效应。    高性能纤维及复合材料产业群。提升纤维性能,开发碳纤维、对位芳纶纤维、间位芳纶纤维等,打造化工原材料—纤维—复合材料产业链。    3.打造特色产业集群    鼓励各地结合自身特色,打造工程塑料、电子化学品、功能性环保涂料及树脂、功能性膜材料、磁性材料、凹凸棒基等新材料产业基地,在生物医用材料、智能制造材料、智能仿生材料、石墨烯等细分前沿领域,培育一批未来产业基地。(四)数字技术赋能工程围绕“数字产业化、产业数字化”,大力推动5G、大数据、人工智能等数字技术与新材料产业融合发展,实施“皖企登云”提质升级行动,推动新材料企业与云资源深度对接。依托宿州云计算等重大新兴产业基地,积极构建新材料数字化产业链,畅通产业链上下游企业数据通道,促进全渠道、全链条供需调配和精准对接。充分利用云计算、人工智能等先进手段,深度挖掘新材料大数据,突破一批新材料智能制造关键共性技术,打造一批数字车间、智能工厂、智慧园区,提升新材料开发效率、生产效率、应用效率。专栏19 数字技术赋能行动产业大数据中心。依托宿州云计算等基地,用数据打通供应端和需求端,构建基于海量数据采集、汇聚、分析的新型体系,为上下游研发、采购、生产、销售等环节提供数据支撑,实现生产响应、协同控制、用户对接等环节的链接、弹性供给和高效配置,加快新材料产业全要素、各环节、全链条数字化转型。数字车间。覆盖加工、装配、检测、物流等环节,开展工艺改进和革新,推动设备联网和生产环节数字化连接,打造一批数字车间,实现生产数据贯通化、制造柔性化和管理智能化。智能工厂。支持具有条件的龙头企业,围绕设计、生产、管理、服务等制造全过程开展智能化升级,打造一批智能工厂,推动跨业务活动的数据共享和深度挖掘,实现对核心业务的精准预测和优化。智慧园区。加快园区5G网络、云平台等基础设施建设,实现园区运营和服务的全面智能化、数字化。(五)绿色低碳发展工程紧紧围绕国家碳达峰、碳中和目标,全面构建绿色制造体系,建设绿色标杆企业、绿色产业园区、绿色产业集群,鼓励企业引入全生命周期绿色发展理念,促进生产、流通、消费各环节绿色化,深入推动工业节能,推广轻量化、低功耗、易回收、节水等技术工艺。积极推进新材料领域内钢铁与建材、化工、有色金属等产业的融合发展,加强固体废弃物精细化分级分类综合利用。加强高耗能新材料企业对氢能利用、低能耗流程工艺技术、碳捕获利用与封存等先进技术的研发应用力度。加大“两高”项目事中事后监管力度,鼓励企业节能技术的研发与应用,加快建设新材料产业发展的绿色能源保障体系,实现新材料产业绿色发展。专栏20 绿色低碳计划绿色低碳关键技术。短流程制备加工新型钢结构建筑智能建造成套技术、短流程制备加工新技术、近零排放技术、碳捕获、利用与封存技术等。新材料绿色能源体系。加快布局建设新材料发展绿色能源保障体系,积极推进新材料绿色能源示范应用,推动新材料与绿色能源融合发展。新材料绿色低碳评价体系。加快建设新材料绿色低碳评价体系,通过能源低碳化、产品低碳化、产业低碳化等评价指标分析,衡量新材料产业全生命周期绿色发展水平,促进新材料产业高质量绿色低碳发展。(六)产业生态优化工程加快推动“政产学研用金”六位一体,努力营造适合新材料科技创新、产业发展和推广应用的良好产业生态。创新生态,搭建新材料产学研协同创新机制与平台,增强新材料产业发展动力源。生产生态,构建“龙头企业+配套企业”协同生产生态圈,推动新材料产业上下游协同发展。应用生态,以应用为核心,深入开展需求挖掘,加快新产品、新技术应用场景示范,推进新技术新产品的迭代升级,形成高效应用推广通道。政务生态,全力打造全事项、全流程、全覆盖、全场景的政务综合性服务平台,完善顶格倾听、顶格协调、顶格推进机制,吸引更多新材料产业技术、人才等要素资源互动耦合,全面促进新材料产业创新发展。专栏21 产业生态打造计划打造高水平应用平台。支持新材料龙头企业带动产业链上下游建立新材料产品应用平台,深度探索行业需求和应用场景,促进新材料研发、终端产品设计、系统验证、量产应用等多环节协同,打造特色应用场景。探索培育大宗交易市场。围绕新材料产业发展需要,结合我省资源禀赋和企业特征,探索建立立足安徽、辐射全国的大宗交易市场,合理设计品种结构,数量规模和区域分布,促进要素交易市场规范有序发展。先期筹备设立废钢交易市场。智慧政务服务平台。利用移动互联网、人工智能、数据挖掘等技术,提高政务服务在企业开办、工程建设项目报建、知识产权保护、企业注销、行政审批等方面智能化水平,打造更加公平、透明、可预期的一流政务服务平台。(七)开放合作提升工程紧抓长三角一体化发展战略、中国(安徽)自由贸易试验区等战略机遇,联合开展补链固链强链行动,扎实推动与沪苏浙城市结对共建新材料产业合作园区。推进长三角科技创新共同体建设,共建一批高水平新材料创新高地和重大科研平台。推进与沪苏浙自贸试验区联动发展,共建高水平开放平台。办好国际新材料产业大会。依托世界制造业大会、世界显示产业大会等重大展示平台,研究设立新材料专业展区,充分展示我省新材料产业发展成果。专栏22 开放合作计划沪苏浙产业合作园区。加快推动我省与沪苏浙城市结对共建,谋划建设省际新材料产业合作园区,联合培育发展新材料产业。皖沪苏浙自由贸易试验区联动平台。加快推进皖沪苏浙自由贸易试验区联动平台建设,推动安徽自贸试验区与沪苏浙自贸试验区“双自联动”,共同打造制度创新高地、开展科技创新、促进金融服务一体化等,为新材料产业发展注入新动能。展示平台。借助国际新材料产业大会、世界制造业大会、世界显示产业大会等重大展示平台,开办新材料产业发展网站、《新材料评论》期刊等,加强新材料领域交流互鉴、深化沟通合作。同时,通过组织各类展会、交易会等,充分展示我省新材料产业知名品牌和核心产品,提升我省新材料产业知名度和影响力。五、区域布局聚焦三大先进基础材料、两大关键战略材料、前沿新材料领域的细分领域,充分发挥各地比较优势,促进要素资源自由流动与优化配置,形成各具特色的新材料产业集群。合肥市。依托合肥新站高新区、合肥高新区、巢湖经开区等,重点发展先进化工材料、新型显示材料、先进半导体材料、新能源材料、稀土永磁材料、生物基新材料、石墨烯材料、气凝胶等。淮北市。依托淮北煤基合成材料产业园、濉溪经开区、淮北经开区等,重点发展先进铝基材料、先进化工材料等。亳州市。依托亳州经开区等,重点发展生物医用材料、硅基新材料等。宿州市。依托宿州高新区等,重点发展硅基新材料、碳纤维、石墨烯等。蚌埠市。依托蚌埠龙子湖开发区、固镇经开区等,重点发展硅基新材料、生物基新材料、碳纤维、石墨烯、增材制造材料等。阜阳市。依托阜阳经开区、界首高新区、颍东经开区等,重点发展先进化工材料、先进有色金属材料、稀土永磁材料等。淮南市。依托淮南潘集经开区等,重点发展先进化工材料、先进钢铁材料、硅基新材料等。滁州市。依托滁州经开区、全椒经开区、凤阳经开区等,发挥石英砂、凹凸棒等资源优势,重点发展硅基新材料、凹凸棒基新材料、先进化工材料等。六安市。依托霍邱开发区、金寨经开区、霍山经开区、叶集经开区等,重点发展先进钢铁材料、硅基新材料、功能膜材料等。马鞍山市。依托马鞍山经开区、慈湖高新区、雨山经开区、和县经开区等,重点发展先进钢铁材料、先进化工材料、稀土功能材料、增材制造材料等。芜湖市。依托芜湖经开区、三山经开区等,重点发展先进钢铁材料、先进有色金属材料、硅基新材料、高性能纤维及复合材料、生物基新材料等。宣城市。依托宁国经开区、绩溪经开区、宣城广德化工园区等,重点发展先进铝基材料、先进化工材料等。铜陵市。依托铜陵经开区、枞阳经开区等,重点发展先进有色金属材料、先进化工材料等。安庆市。依托安庆高新区、太湖经开区、桐城经开区,重点发展先进化工材料、生物医用材料、高性能纤维及复合材料等。池州市。依托池州经开区、江南新兴产业集中区、青阳县经开区、东至经开区等,重点发展先进钢铁材料、先进有色金属材料、先进化工材料、硅基新材料等。黄山市。依托黄山徽州经开区、歙县经开区等,重点发展先进化工材料等。六、保障措施(一)加强组织领导加强新材料产业发展的总体战略、重要规划、重大政策、重大项目和重要工作的统筹,充分发挥省新材料产业推进组作用,形成专班统筹、部门协同的工作格局。鼓励新材料产业重点布局市比照建立相关工作机制。坚持“顶格倾听、顶格协调、顶格推进”,加强统筹协调,优先保障全省新材料重大项目用地、能耗、环境容量等要素需求。做好新材料产业布局与能耗双控的衔接,实施用能预算管理,实现用能的高效配置。发挥安徽省新材料专家咨询委员会作用,对发展战略、规划、重大政策、重大工程、重点项目提出咨询建议,定期开展重点任务第三方评估,建立闭环工作推进机制。发挥有关商会、协会、智库等作用,加强对企业的指导和服务。(二)加大政策扶持充分利用省级产业创新和科技创新等政策,加大对新材料产业发展的支持。研究制定支持新材料产业发展专项政策,聚焦产业链关键环节和共性问题,加大支持力度。发挥政府采购、龙头企业对新材料应用的带动作用,通过首批次新材料政策促进新材料加快应用。鼓励政府投资项目、重大工程等加大新材料应用力度。对承担关键新材料攻关的企业,在经营业绩考核、研发投入、工资总额、人才待遇等方面按规定给予激励政策支持。加快建立尽职免责、宽容失败的考核机制,激发企业特别是国有企业创新活力。充分发挥安徽省自由贸易试验区先行先试的制度优势,支持合肥、芜湖、蚌埠围绕新材料产业在金融、人才招引、国际合作等方面创新政策措施,打造支持新材料产业发展政策高地。(三)优化金融支撑支持基金、银行、融资租赁、信托、担保等机构加强合作,探索适应新材料产业特点的新融资模式,逐步建立多层次支持新兴产业集群发展的投融资体制。支持重点新材料企业开展产融结合试点,推广产业链融资等创新模式,推广应用股权质押、专利质押等创新型抵押质押担保方式,扩大新材料产业发展的资金供给渠道。用好中建材安徽新材料产业发展基金,推动省“三重一创”、中小企业(专精特新)等省级股权基金加大对新材料产业的支持。(四)推进重大项目抢抓长三角一体化发展、长江经济带发展、中部地区高质量发展、“一带一路”建设等战略机遇,围绕经济社会发展和国防等新需求和材料本身转型升级需求,谋划引进、重点推动一批技术水平高、下游产业需求迫切的新材料重大项目建设与产品应用。在先进基础材料领域,重点结合产业链提升及产业集群建设,推进一批强链补链项目落地。在关键战略材料领域,实施一批重大项目,推动新材料与相关产业融合发展。在前沿新材料领域,重点推动一批技术成果转化项目和重大应用示范项目,加速前沿新材料产业化与应用推广。(五)完善人才保障聚焦新材料产业重点发展领域,突出“高精尖缺”导向,深入实施各类引才计划,积极引进和培育新材料产业顶尖人才、技术领军人才和高端人才团队。以重大研发产业化项目为载体,采取团队引进、核心人才引进、项目引进等方式,引进一批能够突破关键技术、带动学科发展的领军人才和创新团队。加强应用型、技能型人才培养,启动蓝领职业技能提升行动,打造结构合理、技艺精湛的新型蓝领队伍,培育一大批“江淮杰出工匠”。(六)搭建交易平台围绕新材料产业发展需要,针对我省资源禀赋和企业特征,探索建立立足安徽、辐射全国的矿石、钢材、有色金属、化工原料等大宗交易市场,合理设计品种结构、数量规模和区域分布,促进要素交易市场规范有序发展。加快筹建废钢交易市场。引导大宗商品交易市场创新服务模式,推动与期货、证券、银行、保险等各类金融机构深入合作,全面提升服务水平。
  • 二维材料在芯片光子学中的应用
    p  光电应用比如光电探测器和发射器都依赖于其活性物质与光强烈相互作用,所以大家会质疑二维材料的性能这无可厚非。毕竟二维材料的横截面最多只能由几个原子构成,因而没有足够的物质与光相互作用。然而,即便随手在网上一搜便会得到许多有关石墨烯和二维光学材料论文和专利。那么是什么让这些材料如此有吸引力呢?/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201806/insimg/4cfd9cf9-f64c-40fe-b69f-ad42da2bcd7f.jpg" title="02.jpg"//pp strong 1. 超高速自由电子漂浮在石墨烯晶格上/strong/pp  石墨烯的原子结构是每个碳原子都会连结其他三个原子,这对于其性能有着非常深远的影响。这是因为这样的结构使得一大群自由电子以极快的速度移动产生了前所未有的电子迁移率。因此,在高频即便吸收少量的光便可有效地探测到变化。利用石墨烯的特性和一些巧妙的设计,已多次实现了石墨烯光电探测器在可见光和近红外光谱的极高响应率。然而,真正令人兴奋的进展是在1550nm左右波长的电信频率中石墨烯光电探测器已实现数万兆赫的操作速度!/pp  strong2. 钝化表面和晶格错配现象的消失/strong/pp  二维材料只在范德华力的基础上相互作用于表面(这些微弱的力量保持了石墨各层的结合!),因此它们不像传统材料在硅上沉积时会产生表面应力。当然他们的表面同样自然钝化,由于没有悬空键, 不仅最大程度降低损耗,也能降低光波导集成的难度。这些属性使得全球研究人员不仅可以在硬基板,而且在柔性基板和透明基板上,利用半导体二维材料提取光时都能产生较高量子产率(已经证明近似使用完美晶体的产能)。/pp  在未来几年,光发射器、调节器和光电探测器的研发浪潮必将到来。我们已经看到了石墨烯探测器与硅技术的集成方面的大量技术准备,但研究人员仍有大量机会将这种神奇的材料应用于集成电路芯片!/pp  牛津仪器愿与您携手持续改善我们的工艺和系统,通过开发设备制造解决方案推动这项技术的进步。我们很高兴能有机会与您进一步交流,更多详情欢迎与我们取得联系。/p
  • 汇集分析方案,聚焦材料科学:(二)材料表面分析
    材料是人类赖以生存和发展的物质基础,各种材料的运用很大程度上反映了人类社会的发展水平,而材料科学也日益成为人类现代科学技术体系的重要支柱之一。 材料表面分析是对固体表面或界面上只有几个原子层厚的薄层进行组分、结构和能态等分析的材料物理试验。也是一种利用分析手段,揭示材料及其制品的表面形貌、成分、结构或状态的技术。为此,岛津针对性地提供了全面的表征解决方案,助力材料科学研究。 材料表面分析扫描探针显微镜SPM / X射线光电子能谱仪 / 电子探针显微分析仪EPMA 原子力显微镜 SPM-9700HT SPM-9700HT在基本观察功能的基础上融入了更强的测量功能,具备卓越的信号处理能力,可得到更高分辨率、更高质量的观察图像。SPM-9700HT 应用:金属蒸镀膜的表面粗糙度分析以1 Hz和5 Hz的扫描速度对金属蒸镀膜的表面形貌进行观察,画质及表面粗糙度的分析结果相同。 应用:光栅沟槽形状检测以1Hz和5Hz的扫描速度对光栅的表面形貌进行观察,经过断面形状分析,沟槽形状检测结果均相同。可控环境舱原子力显微镜 WET-SPM WET-SPM为原子力显微镜实验提供各种环境,如真空、各种气体(氮、氧等)、可控湿度、温度、超高温,超低温、气体吹扫等。实现了原位扫描,可追踪在温度、湿度、压力、光照、气氛浓度等发生变化时的样品变化。 WET-SPM 应用:树脂冷却观察室温下树脂的粘弹性图像中,可以观察到两相分离。冷却至-30℃,粘弹性的差异基本消失。 应用:聚合物膜的加热观察聚合物膜在不同加热温度下的形貌变化,在相位图上可清晰观察到样品表面因加热而产生的物理特性变化。调频型高分辨原子力显微镜 SPM-8100FM 岛津高分辨率原子力显微镜SPM-8100FM使用调频模式,极大提高了信号的灵敏度,即使在大气环境甚至液体环境中也能获得与真空环境中同样超高分辨率表面观察图像。无论是表面光洁的晶体样品还是柔软的生物样品,都实现了分子/原子级的表征。SPM-8100FM首次观察到固体和液体临界面(固液界面)的水化、溶剂化现象的图像,因此实现了对固液界面结构的测量分析。 SPM-8100FM 应用:液体中原子级分辨率观察图为在饱和溶液中观察NaCl表面的原子排列。以往的AFM(调幅模式)图像湮没在噪声中。通过调频模式则可以清晰地观察到原子的排列,实现真正的原子级分辨率。 应用:大气中Pt催化粒子的KPFM观察通过KPFM进行表面电势的测定,TiO2基板上的Pt催化粒子可被清晰识别。同时可以观察到数纳米大小的Pt粒子和基板间的电荷交换。右图中,红圈区域是正电势,蓝框区域是负电势。对于KPFM观察,调频模式也大幅提高了分辨率。 X射线光电子能谱仪AXIS SUPRA+ X射线光电子能谱仪(XPS)是一种被广泛使用的表面分析技术,主要用于样品的组成和化学状态分析,可以准确地确定元素的化学状态,应用于各种低维新材料、纳米材料和表面科学的研究中。AXIS SUPRA+是岛津/Kratos最新研发出的一款高端X射线光电子能谱仪,具备高能量分辨、高灵敏度、高空间分辨的特点。 AXIS SUPRA+ 化学状态和含量分析 深度剖析 化学状态成像分析电子探针显微分析仪 EPMA 电子探针显微分析仪(Electron Probe Micro-Analyzer,EPMA)使用单一能量的高能电子束照射固体材料,入射电子与材料中的原子发生碰撞,将内壳层的电子激发脱离原子,在相应的壳层上留下空穴,在外壳层电子向内壳层空穴跃迁的过程中,发出具有特征波长的X射线。EPMA使用由分光晶体和检测器组成的波谱仪检测这些特征X射线,用于材料成分的定性、定量分析。 EPMA的波谱仪的检测极限一般为0.005%左右,检测深度为微米量级,其成分像的二维空间分辨亦为微米量级,定量分析的精度可以达到传统的化学分析方法水平。 配备了多道波谱仪的EPMA是材料学研究中微区元素定性、定量分析的不二之选,属于科研工作必不可少的分析仪器。 EPMA-1720 EPMA-8050G 应用:超轻元素EPMA分析-渗碳均匀性的图象分析
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