您所在的位置: 试点城市(园区)> 新闻详情
点赞

碳碳复合材料“锁定”半导体未来赛道

发布时间: 2023-06-29 14:39:29

22
1091

  【企业名片】

  浙江星辉新材料科技有限公司(以下简称“星辉新材”)2019年落户嘉善经济技术开发区,是一家拥有全套热场碳纤维保温材料和碳碳复合增强材料完整产业链的国家高新技术企业。产品主要应用于航天、航空、高铁、汽车、半导体、光伏、高温冶金以及建筑等领域,在碳碳复合材料创新应用专业领域,攻克了多项“卡脖子”的关键核心技术。

  这是一家高成长性科技型企业,2020年销售收入仅4000万元,2021年就突破1.6亿元,今年有望向3亿元发起冲刺。

  “目前,我们还是以光伏太阳能配套产品为主,未来,半导体将是我们的主攻方向。”该公司技术研发总监乔晓东说。

  【智造故事】

  神奇的碳碳复合材料

  在企业展厅,乔晓东拿起一束碳丝说:“这是12K碳丝,是我们的原料。12K意味着,这么小一束有12000根碳丝,每根碳丝的直径大约是7微米,比头发丝还细,但强度比同规格的金属材料还要大好几倍,而且更轻。”

  这种碳丝会首先被切短加工成网胎,针刺之后做成软毡,然后就可以千变万化。比如加工成固化硬毡,就可以做单晶硅生长炉的保温材料,在无氧条件下能承受超过3000摄氏度的高温。单晶硅是晶圆的原料,而晶圆是芯片的载体。从这个意义上看,碳碳保温材料简直就是芯片“产床上的棉被”。

  “在半导体长晶炉中,保温材料目前还是‘卡脖子’材料,随着我国芯片产业产能快速释放,保温材料就可能会受制于人,而现在我们已经可以生产这类产品实现国产替代。”乔晓东说。

  在这个展厅,除了常规的碳碳材料紧固件外,记者还看到了更多有意思的产品。乔晓东向记者展示了一款由碳陶材料制成的刹车盘。这种材质刹车盘不仅耐磨耐高温,而且自重轻。车辆或者飞行器在极高的速度下想要短距离制动,普通金属材料制成的刹车盘可能会爆裂,但碳陶材料就不会。此外,因为碳陶材料密度小、自重轻,所以对于车辆以及飞行器的轻量化制造更有优势。

  “目前,一台高级跑车配这样4个一套的碳陶刹车盘起码需要4万元。”乔晓东说。记者还看到了碳陶材料制成的车辆引擎盖,乔晓东说,这只是作为技术储备,并没有量产。目前,光伏配套产品还是主打产品。

  “比如我们有一款板材产品厚度只有3.5毫米,是作为太阳能电池生产中的一个载具,对板材的强度、平整度要求比较高,这一块之前还是依赖进口,而我们打破了这种国外垄断。”乔晓东对此明显有些自豪,“做板材特别是高端板材,我们在国内是首屈一指的。”

  瞄准半导体这一超长红利期

  在真空状态下,碳丝无惧高温,若能拓展到有氧环境中,应用场景就更广了。乔晓东说,通过加入某些其他材料进行材料改性,使其在有氧的高温炉里使用,比如普通的炼钢炉等,那么,产品的市场规模就会非常大,未来持续的研发投入也会非常大。

  技术的优势需要产能来加持。毫不夸张地说,目前星辉新材的产品供不应求。“以至于我们无法停下整条生产线对设备进行自动化升级,以快速增加产能,而只能逐步淘汰旧设备、增加新设备,通过这种渐进式的方法来更新。”乔晓东说。

  好在占地30余亩的星辉二期即将建设,计划建筑面积近4万平方米,将使企业生产面积扩大近四倍。“二期基地逐步上马,将采用全自动化设备,相关设备也需要我们根据现有工艺自主研发。”乔晓东认为,有了新的发展空间,企业在半导体领域中的技术积累就能施展拳脚。

  那么,星辉新材的整体竞争优势在哪里?乔晓东认为首先是企业的技术积累,比如碳丝的针刺到梳理的工艺,就是基础性的技术门槛。目前,公司每年的技术研发投入占比达到7%,公司还与中南大学以及长三角其他高校保持常态化合作,在创新材料应用方面保持领先。

  此外,制造成本也是一大优势。相较于进口产品,星辉新材在性能达标的前提下,部分性能甚至优于进口产品。以半导体保温材料为例,相较于进口产品,星辉新材的售价比进口产品便宜近三分之一。“唯一困扰我们的可能是半导体行业存在相对长的产品验证期,而时间就是最大成本。”乔晓东表示。

  【记者手记】

  温度,是标记人类进步的重要尺度。茹毛饮血年代,水的沸点是人类对温度应用的开始;而今,人类已经能够驾驭核能释放时的上亿摄氏度高温。将材料投入到一定温度中进行锻造、创新、应用是人类改造世界的直观体现。

  在星辉新材,记者惊叹于一根碳丝之细之强。当记者试图用大力气提起那块刹车盘样品时,结果不禁惊叹它的轻盈。从高铁到大飞机乃至未来的亚太空飞行,碳碳复合材料将大有可为。小到一块芯片、一辆汽车,大到一栋建筑、一座城市,碳碳复合材料的未来应用场景令人遐想。

  我们惊叹于材料创新带来的全新体验,我们同样警醒于材料创新领域的割裂与封锁。我们当为这些成长性科技型企业鼓与呼,也当为无数幕后的创新者喝彩点赞!

  

来源:嘉兴日报