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【HAYOND海扬】在5G通信等新兴产业领域,硅基材料有哪些应用?

文章来源:https://www.hayond.cn 发布时间:2020-06-16 浏览次数:23

      在5G通信等新兴产业领域,硅基材料有哪些应用?应用于电子、能源等高端领域的硅基材料,对于矿物原料及其加工企业有什么要求?

南京航空航天大学傅仁利教授

                                                            南京航空航天大学傅仁利教授


        傅教授:刚刚听汪灵老师的报告,我很有感触。材料本身没有贵贱、好坏之分,关键是你怎样去用它。刚才报告中强调了要把材料学的、地质学的、加工技术的知识等等都糅合在一块儿,比如说汪灵老师讲的提纯,提出一个问题,原矿的品位高并不代表后续一定能够提纯得更高,这个跟它的矿物类型、赋存状态有很大关系,这个恰恰是我们企业目前所欠缺的。

据我初步的了解,大部分企业以加工型为主,他们发现了矿山,但是对于地质不了解,也不了解成矿原因,石英的类型非常多,晶体形状又有很多,而我们的企业往往没有这方面的知识,只是根据原矿的品位进行提纯,但是对于材料不了解,对于成矿类型不了解,单纯从加工角度是实现不了高纯石英的。

另外,他们对下游的应用也缺乏了解,材料做出来之后是给下游用的,比如硅微粉是给做封装的企业和一些电子元器件企业用的,像汪教授讲的压裂剂,对于球形度是有一定要求的,像硅微粉也是有球形度要求的,而我们企业往往不了解这些。

我很认同汪教授的观点,现在应该以找矿为主,把材料分门别类,什么材料适合做什么,发挥它们各自的价值,高端的材料做高端产品,低端的材料做低端的产品,把成本的问题处理好,低端材料产品也一样赚钱,企业也一样生存得很好。

对于国家现在布局的5G、第三代半导体来讲,硅材料是不可或缺的,就像 5G上用的电子元器件,例如电容、电感等都离不了硅基材料,现在都是片式化、多层化,做得很薄,用的基础材料就是以含硅为主的,比如氮化硅、氧化硅、碳化硅,都是不同转化形式的硅,其中碳化硅是第三代半导体主力用的晶体材料,要考虑如何把它做成大尺寸、低缺陷的,高纯度的。

现有的处理方式还是简单的矿物加工,这种方式加工的材料与达到电子级的是不一样的。电子级材料的加工手段、加工方法,甚至对成矿材料的特性都有要求,无论是第三代半导体还是5G对于频率都有要求。简单而言,第一代半导体材料是硅、锗,低频、低功率;第二代是砷化镓,高频、低功率;第三代是碳化硅和氮化镓,高频、大功率。

包括对材料的认识、加工和应用,企业都需要从观念上有所转变,原矿实际上是下游的原料,原料要根据成矿条件、品位、结构、微观和宏观的性能去分门别类。如果按照我做材料的角度来讲,每一种材料都是有价值的,只是它体现价值的地方不一样。换句话说,生产型企业应该把自己的思路拓宽一些。

汪老师的报告给我的启发很大,一个不适合做高纯石英的矿,如果硬要做,一个是成本非常高,另外也可能对环境造成很大的影响,也就是它的加工工艺没有根据矿的特性去选择,也没有针对它的应用场景。比如说做硅微粉的只是针对传统的低频下的PCB板,那肯定适应不了5G对高频的要求,这是它所面临的危机。如果适应了,那就成为硅基材料的一个机遇。



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