質(zhì)在必營(yíng)①丨打破國外技術(shù)封鎖 鈦酸鋇材料國產(chǎn)化的“逆襲之路”

2024-04-07 16:32:00 來(lái)源: 海報新聞 作者: 李彥涵

  編者按:培育新質(zhì)生產(chǎn)力,壯大發(fā)展新動(dòng)能。近年來(lái),東營(yíng)市完整準確全面貫徹新發(fā)展理念,搶抓省綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展先行區建設機遇,加快推進(jìn)新舊動(dòng)能轉換,培育出眾多行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。為全面展現東營(yíng)市優(yōu)秀企業(yè)的創(chuàng )新活力和發(fā)展動(dòng)力,大眾網(wǎng)聯(lián)合東營(yíng)市工信局推出“質(zhì)在必營(yíng)”專(zhuān)題策劃,通過(guò)深入報道專(zhuān)精特新“小巨人”、行業(yè)龍頭、單項冠軍、隱形冠軍等企業(yè),以企業(yè)故事詮釋東營(yíng)發(fā)展韌性,讓培育新質(zhì)生產(chǎn)力成為發(fā)展主旋律。

  大眾網(wǎng)記者 李彥涵 蘇志浩 孟燕芳 東營(yíng)報道

  毫不起眼的白色粉末,看起來(lái)與面粉沒(méi)有任何區別,售價(jià)卻在100元至200元每公斤的價(jià)格,而在20年前,根據不同的型號,進(jìn)口它的價(jià)格卻是每公斤1000元至2000元之間,這就是被稱(chēng)作“電子工業(yè)的支柱”的鈦酸鋇。

  3月29日,大眾網(wǎng)記者走進(jìn)山東國瓷功能材料股份有限公司,探訪(fǎng)國產(chǎn)多層陶瓷電容器用鈦酸鋇材料是如何在西方國家“卡脖子”的背景下突出重圍的。

  鈦酸鋇為何被稱(chēng)為電子工業(yè)的支柱?

  半導體是一個(gè)非常龐大的產(chǎn)品,其中集成電路占到80%,而集成電路中有一個(gè)非常重要的組成部分,稱(chēng)為“被動(dòng)元件”,被動(dòng)元件分電阻器、電容器、電感器三類(lèi),其中電容器是使用最多的,占比65%,鈦酸鋇材料就是這個(gè)電容器的核心材料。所以,鈦酸鋇這個(gè)產(chǎn)品又被稱(chēng)為“電子工業(yè)的支柱”,應用范圍涵蓋電子信息和通訊領(lǐng)域、汽車(chē)領(lǐng)域、生物醫療領(lǐng)域和航空航天領(lǐng)域等多個(gè)現代高科技領(lǐng)域。

  如果把集成電路比作一個(gè)人體的話(huà),那么鈦酸鋇就是血液里的血紅細胞,是一個(gè)必不可少且數量龐大的存在。

  國瓷材料公司焦工程師告訴記者,這個(gè)材料的發(fā)展歷史可以追溯到20世紀80年代,隨著(zhù)半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,鈦酸鋇的重要性與日俱增,而生產(chǎn)技術(shù)卻長(cháng)期被日本及韓國壟斷,試圖在半導體制造產(chǎn)業(yè)對我國進(jìn)行封鎖?!?005年之前,我們想使用鈦酸鋇只能依賴(lài)日本進(jìn)口,根據型號的不同,進(jìn)口價(jià)格為每公斤1000元到2000元不等,價(jià)格昂貴、數量有限不說(shuō),賣(mài)給我們的還是已經(jīng)被日本國內淘汰掉的材料?!苯构ふf(shuō)道。

  鈦酸鋇的后道產(chǎn)品叫作“多層片式陶瓷電容器(MLCC)”,中國MLCC研發(fā)起步較晚,目前國產(chǎn)產(chǎn)品占全球市場(chǎng)份額的5%左右,一旦西方國家對中國進(jìn)口實(shí)施制止的話(huà),那么國內所有電子行業(yè)都會(huì )受到?jīng)_擊,所以發(fā)展擁有自主知識產(chǎn)權的鈦酸鋇材料顯得尤為重要。

  1997年,在國瓷材料公司還未成立之前,公司的創(chuàng )始人們就立項了鈦酸鋇研發(fā)項目。這個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)有兩條路線(xiàn),分別為“固相法”和“水熱法”,而這個(gè)產(chǎn)品的核心就是技術(shù)路線(xiàn)的選擇。立項之初,技術(shù)人員研究了幾乎所有的技術(shù)路線(xiàn),試圖找出在未來(lái)的五到十年后,到底哪個(gè)技術(shù)路線(xiàn)會(huì )相對領(lǐng)先。

  “我們通過(guò)深入的市場(chǎng)生命周期、技術(shù)生命周期、產(chǎn)品生命周期自身的變化邏輯以及技術(shù)路線(xiàn)與生命周期的本質(zhì)的功效關(guān)聯(lián)后,最終得出結論:在未來(lái)5到10年,相對有機會(huì )領(lǐng)先的只有水熱法,所以我們選擇了水熱法?!苯构ふf(shuō)道。

  但水熱法在具有發(fā)展優(yōu)勢的同時(shí),工藝復雜程度和技術(shù)難度也較固相法有很大提高,水熱法共有130個(gè)工藝控制點(diǎn),而固相法只有30個(gè);同時(shí),當年國內鈦酸鋇生產(chǎn)的上下游配套都不成熟,項目技術(shù)人員甚至需要長(cháng)期蹲點(diǎn)供應商的生產(chǎn)車(chē)間,幫助其提升原材料品質(zhì)。

  “鈦酸鋇是世界上最難做的產(chǎn)品之一,這個(gè)產(chǎn)品一噸可以做幾十億至上百億只MLCC,每個(gè)MLCC可以做到幾十層、幾百層甚至上千層,而每一層都是由這個(gè)鈦酸鋇材料做的?!苯构は蛴浾呓榻B道,“如果我們把這個(gè)數字乘在一起,比如說(shuō)我們按1萬(wàn)噸,每噸按100億支MLCC,每支MLCC按1000層算,加在一起是10億億層,相當于每年要保證10億億層的合格率?!?/p>

  寶劍鋒從磨礪出,梅花香自苦寒來(lái)。走過(guò)困難重重的研發(fā)之路,國瓷公司通過(guò)“水熱法”自主研發(fā)的鈦酸鋇于2005年正式問(wèn)世,國瓷公司不僅成為繼日本堺化學(xué)之后全球第二家成功運用高溫高壓水熱工藝批量生產(chǎn)高純度、納米級鈦酸鋇粉體的企業(yè),實(shí)現了鈦酸鋇國產(chǎn)化替代,更從此一舉打破了日韓等國家在鈦酸鋇材料領(lǐng)域對我國的技術(shù)封鎖,讓國內集成電路產(chǎn)業(yè)不再被“卡脖子”。

  目前,全球能夠大批量商業(yè)化生產(chǎn)鈦酸鋇的企業(yè)只有6家,其中5家都在日本,第6家就是國瓷材料公司,鈦酸鋇材料年產(chǎn)量達1.5萬(wàn)噸,占到全球市場(chǎng)份額的近40%,除供應國內企業(yè)外,還反向銷(xiāo)往日本、韓國等國家,而售價(jià)只有之前進(jìn)口價(jià)格的十分之一。

  至今為止,國瓷材料公司的MLCC用介質(zhì)材料生產(chǎn)已經(jīng)形成規格較為齊全、具有一定技術(shù)水平的產(chǎn)業(yè)體系,大部分產(chǎn)品均已替代進(jìn)口,打破了國外對于超細、納米鈦酸鋇粉體材料的技術(shù)壟斷,實(shí)現200nm以下四方相鈦酸鋇介質(zhì)材料國產(chǎn)化。

  “中國新材料產(chǎn)業(yè)不能直接照搬西方先進(jìn)的模式,需要站在巨人的肩膀上,結合自己的歷史實(shí)踐,取其精華去其糟粕,打造屬于我們自己特質(zhì)的模式,形成自己的核心競爭力和戰略競爭優(yōu)勢,最終成為中國式現代化和新質(zhì)生產(chǎn)力的重要組成部分?!闭劶皣鴥刃虏牧袭a(chǎn)業(yè)未來(lái)發(fā)展,焦工這樣說(shuō)道,“不論是從共性的趨勢和規律來(lái)看,又是從經(jīng)濟發(fā)展的貢獻來(lái)看,還是從企業(yè)發(fā)展的結果來(lái)看,任何產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展最終都要指向技術(shù)創(chuàng )新,這是大自然的發(fā)展規律,也是人類(lèi)歷史實(shí)踐的總結?!?/p>

初審編輯:康夢(mèng)蕓

責任編輯:趙靜

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