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作為“液晶屏骨頭”的微球被日本壟斷,是什么卡了我們的脖子

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2018-06-12  來源:新格網(wǎng)  作者:新格網(wǎng)  瀏覽次數(shù):19  【去百度看看】
核心提示:這種球,直徑是頭發(fā)粗細的三十分之一。少了它,你正盯著的液晶屏幕將無法生產。 微球,現(xiàn)代工業(yè)的基礎材料
這種球,直徑是頭發(fā)粗細的三十分之一。少了它,你正盯著的液晶屏幕將無法生產。
微球,現(xiàn)代工業(yè)的基礎材料,被國外企業(yè)壟斷。僅微電子領域,中國每年就要進口價值幾百億元人民幣的微球。
液晶屏的骨頭,芯片的腳

納微研制的LCD微球
“2017年中國大陸的液晶面板出貨量達到全球的33%,產業(yè)規(guī)模約千億美元,位居全球第一。但這面板中的關鍵材料——間隔物微球,以及導電金球,全世界只有日本一兩家公司可以提供。這些材料也像芯片一樣,給人卡住了脖子。”國家“千人計劃”專家、蘇州納微科技公司董事長江必旺博士說。
手機屏幕里,每平方毫米要用一百個微球。“間隔物微球撐起了兩塊玻璃面板,相當于骨架。在兩塊玻璃面板的縫隙里,再灌進液晶。”江必旺說。
“微球決定液晶屏的厚度和均勻性,因此所有球要大小一樣。微球還得足夠強韌、光滑,不含一點金屬雜質。”江必旺說,否則會影響顯示質量。
除此以外,還有一種“光擴散微球”,大量涂抹在光擴散膜,用于液晶背光模組。
微球另一個重要的用途,是芯片的引腳。電路常用焊錫連接,但現(xiàn)在的芯片太小,引腳小到看不清,導電金球就替代了焊錫。
幾微米直徑的微球,混在絕緣膠里,構成“各向異性導電膜”。這層膜貼在芯片和主板之間,需要接腳的地方給予壓力,小小金球就會在兩者之間導電,這是現(xiàn)在微電子業(yè)標準的辦法。中國從日本進口導電膠膜每年要花費上百億元人民幣。
微球太小,篩分困難
江必旺說,無論是間隔物微球,還是導電金球,粒徑要非常精確和均勻。
微球的材料是塑料或二氧化硅。制作微球,第一步,在反應液里,塑料或者硅烷變成液球,并且固化。“就好像油快速攪拌在水里,會分散成小球一樣。”江必旺說。
這種方法做出的微球有大有小,需要精密篩分。“用一般的篩子是做不到的,因為微球每隔0.2微米是一個規(guī)格。2微米和2.2微米的兩種球,要分開是極其困難的。世界上只有日本的公司可以篩分這種微球,周期長達6個月。”江必旺說。
篩分工藝是行業(yè)秘密,大概原理是利用大小球的浮力不同,下沉有快有慢,在液體中分離。
生產導電金球,還得多幾道工序:表面處理后,鍍上一層金或者鎳。100納米厚的這層金屬,必須薄厚均勻;球和球互不粘連。普通鍍金工藝是行不通的。
由于技術門檻極高,導電金球生產被日本的積水公司壟斷。
沒有微球就造不出生物藥
江必旺博士經過十多年研發(fā),繞過“篩分法”,發(fā)明“種子法”,打破了日本的技術壟斷,將讓下游產業(yè)極大受益。
種子法是讓幾納米大的塑料或者二氧化硅充當種子,在適當?shù)幕瘜W環(huán)境下慢慢長成微球。長出來的微球個頭一樣大,不需要篩分。生產周期只有6天。
沒有微球,食品安全檢測、疾病診斷、環(huán)境監(jiān)測……許多行業(yè)都會陷入窘境。制藥廠尤其離不開微球。江必旺說,用于提取生物藥的微球,表面有很多孔道,可以吸附特定大小的分子。
“一克微球的表面積,相當于一個足球場,如果微球表面有一些特殊基團,就可以選擇性吸附藥物有效成分。”江必旺說,全世界的生物制藥都必須使用微球做色譜填料。
這類微球不僅需要控制大小、均勻性,還需要控制孔道結構,難度很大,過去只有歐美幾家公司能生產,現(xiàn)在蘇州納微也已經可以量產。
國產原材料不純影響微球性能
嘗試生產微球的江必旺,遇到了想象不到的困難。
“在開發(fā)液晶間隔物微球材料時,首先就遇到國內基礎原料質量差的問題。”江必旺說,“苯乙烯是通用的化工單體,國內產能位居世界首位。但國產苯乙烯和二乙烯基苯雜質含量高,尤其是萘含量高,用其生產出來的間隔物微球機械強度低、變形大,不能滿足控制液晶顯示的要求。”最終,納微公司只得選用國外的原料。
“另外,生產高性能微球需要用不銹鋼反應釜。經多次試驗,發(fā)現(xiàn)用國產反應釜生產的微球,鐵含量超標;我們花了一年的時間,嘗試了很多家的國產反應釜,都是一樣的問題。而用進口的鐵含量就達標。”江必旺說。
“雖然納微開發(fā)了比日本先進的微球制造技術,但由于國產的原料質量及不銹鋼性能問題,浪費了大量時間和精力。”江必旺說,“從這個案例可以看到,中國做關鍵材料和關鍵部件的難度有多大。”
(原標題:是什么卡了我們的脖子——微球:民族工業(yè)不能承受之輕)
 
 
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