中國又一項(xiàng)技術(shù)正在突破，它就是靶材。

　　靶材曾經(jīng)是中國高科技的悲痛，以ITO靶材為例。

　　2018年，中國科技部將ITO靶材列為中國35項(xiàng)急需突破的技術(shù)，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)曾經(jīng)卡住我們整整20年。

　　很多人可能不知道靶材是啥，所以對于它的重要性不太了解。

　　實(shí)際上它的應(yīng)用非常廣泛，而且都是在高科技領(lǐng)域，比如芯片、光伏、屏幕等等。

　　芯片我們就不說了，一直被卡著脖子呢，靶材就是芯片中我們必須攻克的材料之一，而光伏則比較特殊，中國在光伏技術(shù)和產(chǎn)量上都占據(jù)絕對的優(yōu)勢，但是高端光伏靶材確實(shí)為數(shù)不多需要依賴進(jìn)口的技術(shù)。

　　LCD和OLED等屏幕也是如此，屏幕里的靶材就是ITO靶材，2021 年中國 ITO 靶材本土供應(yīng)占比約 48%，但是基本都在中低端領(lǐng)域，高端領(lǐng)域基本也依賴進(jìn)口。

　　可以說一旦靶材被斷供，中國很多科技就成了無根之木。

　　舉個(gè)例子：2021年時(shí)，中國光伏正在擴(kuò)產(chǎn)的關(guān)鍵時(shí)刻，日本企業(yè)卻將靶材優(yōu)先供應(yīng)給其他國外企業(yè)，不僅導(dǎo)致中國國內(nèi)企業(yè)面臨靶材短缺，價(jià)格上漲20%左右，而且讓光伏產(chǎn)業(yè)也陷入產(chǎn)能困境。

　　就是這樣重要的材料，卻在長達(dá)20年的時(shí)間里，一直掌握在日美等企業(yè)手里，而且一直都對我們高度封鎖，導(dǎo)致我們上下游產(chǎn)業(yè)都受到制約。

　　如今，這個(gè)技術(shù)終于被中國科學(xué)家攻克了，而且一次就是兩個(gè)。

　　2020年，中國工程院院士材料學(xué)專家何季麟帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)成功研制出高性能ITO濺射靶材制備的關(guān)鍵技術(shù)榮獲國際技術(shù)二等獎(jiǎng)，實(shí)現(xiàn)了高端ITO靶材從0到1的突破。

　　同年重慶大學(xué)劉慶教授團(tuán)隊(duì)研制超高純金屬靶材項(xiàng)目也獲得了國家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)，同樣實(shí)現(xiàn)0的突破，讓中國芯片有了高端靶材可以用。

　　中國靶材產(chǎn)業(yè)界用芯片單點(diǎn)突破來形容這項(xiàng)技術(shù)。

　　由此中國靶材為契機(jī)開啟了轟轟烈烈的國產(chǎn)替代，產(chǎn)業(yè)界一度非常興奮，預(yù)測未來中國靶材將迎來十倍的增長空間，但它的意義絕不僅僅是自身，而是對上下游都有重大的意義。

　　當(dāng)離子束轟擊在靶材上，靶材上的原子就被撞出去，然后這個(gè)原子就可以聚集在物體上，在物體的表面形成一層非常薄的膜。

　　因?yàn)檫@層膜是金屬和離子做的，所以它最大的作用就是可以導(dǎo)電，比如屏幕用的玻璃原本不導(dǎo)電，但是有了這層膜覆蓋后，它就具備了導(dǎo)電的功能，還有芯片的電路，以及光伏的基板都是如此。

　　聽著是不是很簡單，實(shí)際上按照原材料劃分，它確實(shí)很常見，一般可以分為三種，一種是金屬靶材、一種是氧化物靶材，還有一種是合金靶材，這些原材料都不稀奇，稀奇的是它們的要求，必須非常薄，而且純度很高，不能有雜質(zhì)。

　　舉個(gè)例子：芯片領(lǐng)域的芯片靶材普遍要求達(dá)到5N級別，也就是99.999%，而我們市面上常見的金屬純度一般只有95%到97%。

　　所以這種靶材必須在真空中制備，一粒灰塵都不能有，屬于真正高技術(shù)的基礎(chǔ)材料，靶材的發(fā)展其實(shí)和鍍膜的技術(shù)分不開。

　　目前比較先進(jìn)的鍍膜制備技術(shù)是濺射。

　　這種技術(shù)在1842年就發(fā)現(xiàn)了，當(dāng)時(shí)一個(gè)叫格波夫的科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中發(fā)現(xiàn)了陰極濺射現(xiàn)象，就是陰極發(fā)射出的原子會(huì)跑到陽極或真空室的壁上，就像濺起水花一樣，所以也叫濺射。

　　于是就有人想到如果用這種技術(shù)來制備膜，那么就可以制備出薄到只有原子大小的膜，但是這種技術(shù)實(shí)在太難了。

　　因?yàn)樵訛R射的方向是沒辦法控制的，就像我們打掃衛(wèi)生一樣，灰塵滿天飛，你沒辦法控制它的落點(diǎn)，而且原子太小了，想要先制備出大量的薄膜都得花費(fèi)許久的時(shí)間。

　　所以在接下來的幾十年里，這項(xiàng)技術(shù)一直無法被商用。

　　到了1950年后，科學(xué)家們又提出了高頻濺射技術(shù)和磁控濺射，就是利用高頻電流以及加入磁場對于粒子的約束，來提高等離子體的密度。

　　濺射技術(shù)這才得以正式商用，而靶材的發(fā)展也是在此時(shí)拉開了序幕。

　　1980年后，芯片、儲(chǔ)存器、LCD顯示器以及電容等電子產(chǎn)業(yè)開始爆發(fā)，濺射靶材等材料逐漸興起。

　　由于高技術(shù)門檻，美國和日本四家企業(yè)占據(jù)了半壁江山，其中日本日礦金屬和東曹占據(jù)一半市場以上，而美國霍尼韋爾和普萊克斯占了三分之一，剩下的被其他國家給瓜分，即便是強(qiáng)如歐洲也只能向這幾個(gè)企業(yè)求購。

　　1990年時(shí)，中國也注意到靶材，但是中國當(dāng)時(shí)忙著發(fā)展大型產(chǎn)業(yè)，并沒有太多的精力專注在這里，這是因?yàn)榘胁谋容^特殊，它的一個(gè)市場非常小，2000年時(shí)，全球靶材制造商加起來也只有50多家，人數(shù)最多的企業(yè)也就幾百人。

　　這種規(guī)模和汽車、家電相比差距非常大，這種情況就像圓珠筆筆芯一樣，食之無味，棄之可惜。

　　然而靶材和筆芯最大差別就是筆芯只是圓珠筆的核心技術(shù)，而靶材卻越來越重要，事關(guān)屏幕，芯片等產(chǎn)業(yè)能否實(shí)現(xiàn)自主可控。

　　尤其是在2000年時(shí)，我國的液晶顯示器、點(diǎn)陣顯示器產(chǎn)量已躍居世界第一，但是用于屏幕的ITO靶材全部都依賴進(jìn)口。

　　沒有靶材，中國就永遠(yuǎn)缺芯少屏。

　　正是這種背景下，中國幾家科研單位開始嘗試靶材的研發(fā)，以何季麟為例，他是在1990年代中期開始研究靶材。

　　當(dāng)時(shí)在他看來靶材并不是一件很難的事，他完全可以做到。

　　由于這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用于芯片和屏幕，所以它屬于高度機(jī)密的，外國對我國進(jìn)行技術(shù)全方位封鎖，不僅實(shí)行嚴(yán)格的設(shè)備禁運(yùn)，就連相關(guān)的技術(shù)和資料都采取嚴(yán)格的保密。

　　靶材生產(chǎn)制造分為四大環(huán)節(jié)，分別是金屬提純、靶材制造、濺射鍍膜、以及下游的產(chǎn)品應(yīng)用，而這四個(gè)環(huán)節(jié)中國都很欠缺。

　　于是何季麟在鄭州大學(xué)組建了攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，然后又和福建阿石創(chuàng)、晶聯(lián)光電、江豐電子等企業(yè)合作，在此后幾年，何季麟團(tuán)隊(duì)先后發(fā)明了ITO靶材粉體制備、以及相關(guān)的燒結(jié)、成型等關(guān)鍵技術(shù)，并且建立了成熟的工藝流程和標(biāo)準(zhǔn)。

　　如今這項(xiàng)工藝已經(jīng)應(yīng)用到阿石創(chuàng)靶材公司里，并且被京東方采用。

　　2020年，何季麟團(tuán)隊(duì)就獲得了國家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，他的這項(xiàng)工藝打破了關(guān)鍵技術(shù)和裝備卡脖子的問題，實(shí)現(xiàn)了ITO靶材自主體系從無到有的突破。

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