科技效果转化
对外转化科技效果(七):大口径石英晶体生长工业化项目
泉源: 宣布时间:2024-04-16石英晶体具有优异的频率-温度稳固性和光学透过率,应用于以SMD3225型、2520型为主流型号的晶振元件,以及高端光学元件,批量供应以晶振元件研发为主的学校、院所和企业,年产量5-8吨,占海内晶振市场1%左右份额。
海内可用于新一代小型高频晶振元件(2016型、1210型及以下型号)、温补晶振、车规晶振等的高品质石英晶体仍未工程化,现有用于主流晶振型号3225型的石英晶体也有一半从俄罗斯入口,石英晶体市场缺口较大,应用远景较好。手艺效果转化以后,预期年产能可抵达800吨,占全球市场的30%,晶体年产品收入4亿元,利润1亿元,效劳终端300亿晶振元件市场。
针对现有人造石英晶体难以知足下游市场对高品质、高稳固、低成实质料的需求问题,提出了一种大口径水热法制备人造石英晶体手艺计划,以及低侵蚀隧道密度籽晶制备、高纯度石英晶体水热工艺、熔岩储能保温装置等手艺计划,制备高品质人造石英晶体,可知足小型、高频、高精的晶振元件QMEMS工艺制造。主要手艺已实现在Ф250mm高压釜上获得工程化验证,手艺处于海内领先、海内先进水平。
(一)主要手艺立异点
1. 大口径高压釜水热工艺。
海内用于人造石英晶体生长的高压釜口径均在Ф380mm以内,单釜产量低、生产本钱高,无法与占海内市场50%的俄产石英晶体形成竞争。由于釜体口径小,受电压、情形转变等因素的滋扰影响大,不适合低侵蚀隧道密度、高Q值人造石英晶体的生长,无法知足温补晶振、压控晶振以及小微型QMEMS工艺晶片需求,该类产品由日本垄断,造成海内石英晶体工业链的手艺短板。
大口径高压釜便于实现内部优异的对流情形和越发稳固的温场,抗外部情形滋扰能力大大增强,单位能耗更低,生产效率更高,批量一致性更好,更有利于适用于QMEMS光刻工艺的大尺寸、低侵蚀隧道密度石英晶体工业化。
已申报发明专利1项,授权适用新型专利1项。
2. 熔岩储能系统。
稳固的温场和精准控温有利于高品质人造石英晶体的生长。现在石英晶体的温场主要由电阻直接加热控制,在较长的石英晶体生长周期内,电压转变、加热件的损坏直接造成温度波动,影响晶体质量匀称性,导致下游元件制造调试本钱高。元件企业更热衷直接采购日产石英晶片,限制了海内晶体企业的手艺前进。
熔岩储能装置替换电阻直接加热,可实现恒温控温精度高,温场更稳固;实现结构性节能,降低碳排放;降低用电本钱,增添物理空间可选择性;对电质量不敏感,有利于提高晶体品质。
(二)手艺优势
手艺效果转化后,单釜产能可提高10倍以上(与海内主流Ф300mm口径高压釜比照);单位本钱降低24.02%;单位能耗降低44.75%;谷电替换尖、峰电,实现结构性节能。
手艺效果转化后,产品的一致性大幅提高,与俄产石英一致性持平;有利于低侵蚀隧道密度、高Q值石英晶体的生长,可靠近或抵达日产石英品质(日产石英侵蚀遂道密度在3条/cm2以内。