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中国又一芯片技术突破,高端靶材打破美日垄断,它到底有多重要?

 人阅读 | 作者pangding | 时间:2023-12-25 15:38
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2020年,我国一技术打破美日垄断,高端靶材对芯片有多重要?

在这一年,国家技术发明二等奖的获奖名单中,郑州大学一团队的成果格外令人关注。他们的技术突破,让中国芯片的自主研发有了更多可能。

这项令人振奋的技术攻关到底是什么?它在我国的产业发展中有多么重要?

2020年,中国的一项特别技术实现了从无到有的重大突破。当技术成果诞生之时,业内专家也为之震撼。

它就是高性能ITO靶材的制备关键技术,不仅可以用于常见的屏幕、光伏设备,还可以用于曾制约中国许多年的高端产业,芯片产业。

众所周知,“中国芯”的自主研发,一直是我国高新技术产业中的重点议题。制约芯片研发过程的技术中,靶材制备算得上相当重要的一个。

靶材,顾名思义,就是如同靶子一般承受冲击的材料。它发生作用的机制,也和靶子非常相似。

在射箭时,人们需要瞄准前方的靶子,以箭能上靶为宜。而当飞速射来的箭撞到靶子上时,它又会产生一定的作用力。

靶材的应用,也是这样的逻辑。

就拿芯片来说,它需要传送的是电子信号,因此必须具备导电性。而让芯片的其他材料产生导电功能,这就是靶材需要做的事情。

其内部结构中的离子束,就是一把把箭。当它们撞击于靶材之上,便能激发出一层可以导电的薄膜。

只有在这层薄膜产生并覆盖于一些零部件外部时,芯片才能真正发挥作用。

从运行机制中就能看出,靶材的存在是芯片正常运行的关键。如果没有靶材,哪怕其他零部件全部存在,它也没有办法正常读取和传输电子信号。

正因其如此关键,价值如此之高,靶材才会成为卡住中国脖子的一项技术。

靶材的材质本身不是什么稀罕的东西,像一些氧化物,或者金属与合金,都是相当常见的材质。

真正的问题在于,我国在很长一段时间之内,无法把原有材质变成可以应用到靶材之中的材质。

材质纯度,就是一个巨大的难关,99.999%的高要求,让我国那些纯度相对较低的靶材惨遭淘汰。

没有相应的制备技术,谈高新技术产品的自主研发,那就是一句空话。

要想做相关应用的研发,中国只能从国外进口不同类别的靶材。

而在国际市场中,超过四分之三的靶材都被日韩以及美国长期垄断。他们在供应方面的绝对优势,使得我国的产业发展十分被动。

供求双方的地位不平等,也会直接影响市场秩序,破坏公平交易的原则。

供货方若是对需求方有所不满,大可以提升产品价格,垄断的优势地位,决定了他们拥有最大的话语权。

而我国如果无法做出靶材上的突破,那就意味着,我们的屏幕、芯片等研发工作,全部都要依赖国外完成。有依赖,就必然会有掣肘。

自主研发,自主创新,这条道路,连起点都远在天边。

而ITO靶材的制备技术实现突破,便意味着我国可以将国产靶材用于平板制作工作当中。从今以后,中国不用再看他人的脸色行事。

日本作为首屈一指的供货商,其ITO靶材面临着前所未有的竞争压力。为了维持稳定的出口量,他们不得不将靶材价格下调75%,以此维系基本的交易局势。

当日本等国家的垄断地位被打破,他们的主导权自然也就不复存在。中国的相关产业发展,也会更加自由。

带领团队完成这一艰巨任务,创造丰硕产业成果的科学家,就是中国工程院的院士,郑州大学的何季麟。

他的作为与贡献,具有相当深远的意义。在国家权力支持的科研环境中,他创造了骄人的成绩。

何季麟研究ITO靶材,有着怎样的奋斗历程?在靶材制备的道路上,何季麟和他的团队经历了怎样的挑战?

从上世纪90中期开始,何季麟院士与团队成员便致力于对靶材这一高端材料的研发。当时,他们身处的环境不可谓不糟糕。

最初他们研究的,是靶材分类当中的氧化物靶材。

国外对技术进行了全方位的封锁,别说关键的算法逻辑,就连一个数据,他们也不愿意流出。所有的保密材料,他们都杜绝中国接触。

在技术问题上,中国没有办法以谦逊的态度做出任何的请教。因为不管我们怎么说,怎么做,他们都用十足防范的心理来对待我们。

与技术研发相关的一系列设备,包括某些精密的材料和仪器,国外也是一概不卖。在卡脖子技术面前,金钱不值得一提。

既然从国外得不到任何的灵感,那我们就自己来。中国人最不怕的就是自力更生,就连我们伟大的祖国,也是从一穷二白发展到如今这般模样的。

二十多年的克难攻坚,如今再回过头去想想,仿佛只是弹指一挥间。但研究团队中的每一个人都知道,他们的每一步走得有多难,又有多稳。

项目起步之初,他们找不到可供借鉴的模式,所有理论和实操,都只能自己试探,摸着石头过河。

在一点点摸索的过程中,他们逐渐总结出适用的实验逻辑,逐渐探索出更符合实际的研究方式,逐渐攀登高峰。

有时为了一个解决难题,他们可以几天几夜不知疲倦地钻研。数十年如一日的坚持和付出,才造就了最后辉煌的成果。

何季麟说过,他们研究的项目,是党和国家高度关注的,能够卡脖子的技术。

由此可知,他始终把国情与科研事业紧密结合起来。在埋头苦干的同时,他也一直挂心于国家的需求,并以贡献自己的力量为荣。

作为团队领头人,何季麟对于科研与教学两件事都投入了同样的精力。在他的感染之下,伙伴们也都保持着认真谨慎的态度,秉持着全力以赴的原则。

他会定期进入学生们的实验室,了解大家的实验进度,与同学们一起检查设备和材料,并且和大家进行深度的探讨。

其他人遇到的一些科研问题,他也会根据自己的工作经验给出解答,或者与大家一起商讨解决的办法。从不居高临下,始终平等视人,这也是他的风格。

一个科研工作者,应该全程关注自己的科研工程,在意每一个科研细节。一位老师,应该很近自己学生的学习情况,在意每一个人的成长。

两种身份,两种职责,何季麟都承担了起来,并且也收获了他的“战友们”的尊敬和支持。

在辛辛苦苦行走二十多年之后,2020年,团队研究迎来了重大进展。他们的高性能ITO靶材制备技术,实现了这一领域的从零到一的进步,还获得了国家的高度认可。

国产的ITO靶材,整个工艺流程,所有技术参数,一切逻辑结构,全都由中国人自己来完成。高精尖材料国产化的进程,由此而迈出巨大一步。

他们的研究成果,也拥有巨大的经济价值。

据相关数据统计,2023年,靶材的领域总产值大约会在300亿左右。当我国打破国外垄断,拥有自己研发的靶材之后,可以省下很多生产成本,创造更多营收。

不得不说,何季麟院士及其团队,为我国的经济发展也做出了巨大的贡献。

一项技术的突破,带来的不只是单一产业的精进,更是整个产业生态的完善。它的影响,或许在几十年之后依然存在。

虽然各个领域的国产技术目前都处在紧锣密鼓的发展过程中,中国的诸多企业和研究单位也在卡脖子技术上实现了重大突破,但国产技术与国产产品的应用,还是存在着一定的问题。

这些问题具体有什么?

对于技术垄断的突破,这固然值得欣喜。但是,在实际的应用过程中,我们也必须直面残酷的问题。

这些问题不仅在芯片产业中存在,在许多制造类产业中都存在。

叫好难叫座,推广问题多,这就是最现实的情况。

每当某个领域出现技术攻关成果时,业内业外总是一派欢欣鼓舞,似乎从今以后,该领域的产品就都会被打上中国制造的标签。

可事情的发展往往和人们的预料并不相符,一项长期被卡脖子的技术,很难在短时间内迅速得到推广和应用。

哪怕有国产成果出现,有的中下游企业还是会选择进口产品。这一现象背后的原因,也值得引起重视。

有的企业不敢率先使用新产品,不敢充当国产技术的“小白鼠”。他们求稳不求新,哪怕知道进口产品会增加成本,也不敢冒着从头再来的风险,去做第一个吃螃蟹的人。

比如化工领域的国产膜,这也是打破国际封锁的技术研发成果。当它诞生时,市面上叫好之声也不绝于耳。

可是谈到应用问题时,许多企业的负责人都明确表态,等国产膜通过了市场的检验,他们自然愿意大力支持。

然而这就涉及到一个矛盾,没有人使用,国产膜就得不到市场的检验机会。没有检验成果,就很难有企业放心使用。

如这般恶性循环下去,产品的应用就永远不会有起点。

一项技术,一种成果,如果拥有停留在纸上谈兵的状态,所谓的产业格局优化,所谓的国产化进程,就成了一纸空文。

第二个原因在于,我们对竞争对手的突破和竞争对手对我们的打压是同时存在的,这在一定程度上会限制国内技术的应用。

当中国的科研企业推出第一代产品时,国外的竞争者可能会紧跟变化,于不久之后推出性能更加优越的第二代产品。以此类推,针对性的打压在行业内总是存在。

我国明明在拼命做着技术攻关,但在第三方看来,整个行业的发展趋势却成了我们跟在别人后面跑。某些恶意的打压,也成了一道摆脱不掉的阴影。

国外同行在打压我国企业时,不仅仅会使出这一招,还会通过技术渗透、金融谈判、品牌共建等方式来洗脑,可谓是防不胜防。

在市场大环境如此恶劣的情况下,国产核心技术的应用之路,也会受到一定的阻碍。

除此之外,还有一个原因在于,资金不足,研发应用难以持续。

众所周知,科研是一项烧钱的事业,不管是什么领域的研究,都需要金钱来做支撑。

原材料的购买需要用钱,实验仪器和设备的维护需要用钱,科研人员不是神仙,他们也需要生存,人力成本无可避免。

笼统算下来,即便是简单的科研项目,其投入都十分惊人。

目前,我国有许多研发类企业都在“赔本赚吆喝”。有人拿出了自己全部的身家,用所有的资本换一个结果。在这个过程中,国家政策的扶持也只能给他提供一部分帮助罢了。

还有企业,用其他产业的经营收入来“供养”科研项目,他们也会有难以为继的困境。

没有社会资本的参与,光凭国家的扶持,或者是一腔热血一份情怀,事情也很难做成。

我国的投资机构更喜欢介入已经成熟的前景可观的技术,而不是具有前瞻性的技术,这也是国内国外较大的不同。

中国是OLED技术的主导者,但韩国的OLED屏幕产量却远超中国,就是因为他们能吸纳更多投资,能将产品落地。

推广,应用,反馈,改进,创新,这本该是一项新技术出现之后的必经之路。但我们不得不承认,目前,我国在这条道路上还有所欠缺。

有问题不可怕,解决问题是关键。中国作为一个制造业大国,也从来不缺解决问题的魄力和能力

过去研发是难题,现在这些难题正在被逐渐攻克。所以终有一日,国产技术的应用一定能够全面开花。

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