
近日,在内蒙古晶环电子公司的生产车间内,一颗重达450公斤的人造蓝宝石屹立在展柜前,通体透明,毫无气泡。用手触摸,还能感受到刚刚出炉的余温。这颗重达450公斤的人造蓝宝石是目前世界上重量级别最高、单体最大的人造蓝宝石,基于泡生法生产技术。
泡生法是目前世界上生产人造蓝宝石的主流方法,也是世界各国致力技术攻关和加大技术研发投入的最主要生产工艺。其原理是先将氧化铝原料加热至熔点
后形成熔汤,再以籽晶棒接触到熔汤表面,在籽晶棒与熔汤的固液界面上开始生长和晶种相同晶体结构的单晶,晶种以极缓慢的速度往上拉升最后凝固成一整个单晶晶碇。
说起宝石,人们首先想到的必然是珠宝、首饰,其实作为高科技生产领域的重要原材料,人造蓝宝石早已融入人们的日常生活。小到智能手机摄像头、触摸屏、LED灯,大到国之重器、高强度激光、天文观测系统光学元器件,人造蓝宝石的身影无处不在。
新世纪以来,在美国、欧洲、日本等发达国家和地区的蓝宝石原件需求量和产值已经达到天文数字时,我国的蓝宝石生产制造业才刚刚起步。
2000年,我国开始对蓝宝石生长技术进行全方位开发,基于温度梯度法制造出的产品虽然在质量方面完全能够达到军工和光电子产业的要求,但在批量化方面却长期无法走出实验室。直到10年之后,好消息才频频传来。
2011年4月,青岛嘉晶电科技股份有限公司LED蓝宝石衬底晶片项目正式投产,3年内产能扩大到了180万片,标志着我国LED蓝宝石晶片打破国外技术封锁,形成规模化生产。
同年6月,江苏镇江诞生了一颗百公斤级人造蓝宝石晶体,使我国快速增长的LED行业的优质材料供应变为现实,打破了我国蓝宝石晶体成长、基板制造市场长期依赖进口的被动局面。
2016年4月,首颗赣造人工120公斤蓝宝石晶体在南昌“光谷”问世,标志着江西智能手机产业本土造的蓝宝石触摸屏正式诞生。据了解,“光谷”就是当时苹果手机镜头盖、home键的供货商。”光谷“瞄准光学运用领域,还将关注智能手机面板等电子运用领域。
这一系列消息足以令国人振奋。然而,从根本上来看,蓝宝石的“中国制造”并未完全走出逆境:产品的生产设备和生产工艺,仍然很大程度依赖进口,导致在生产成本和产品价格上缺少话语权;更为重要的是,我国的生产能力和产品尺寸还不能满足国防科技、国之重器的全面需求。
2017年初,俄罗斯骄傲地向世界宣布:世界最大、350公斤级的人造蓝宝石在该国诞生。
近年来,LED产业在全球范围内发展迅猛,其产品被广泛应用于照明以及蓝光激光器领域,特别是应用于液晶显示方面,市场扩张迅速,几乎100%的笔记本电脑、50%以上的液晶电视都在应用LED产品。而人造蓝宝石晶体成长、基板制造环节位于LED产业链的最前端,是业内投资最大、技术壁垒最高的一个环节。只要拥有属于自己的核心技术,掌握国际话事权,才能解除对进口的依赖,取得主导地位。