浅谈“现代工业粮食”集成电路新工艺
集成电路被誉为“现代工业粮食”,是关系国家安全和国民经济命脉的战略性、基础性和先导性产业。在十四五规划中,集成电路被列为7个国家重点关注的科技领域之一,是中国集中发力的重要创新型产业。
将纳米材料和印刷技术结合,可以从根本上节省材料,减少污染,对传统行业产生根本性的变革。印刷技术随着材料的进步,会一步一步把人类推向一个更高智慧的阶段。
集成电路行业目前存在哪些问题?
集成电路广泛地应用在众多领域,是国家的命脉产业。目前整个行业存在以下几个问题:
1. 传统的硅基集成电路制造技术非常复杂且投入巨大,其核心制造工艺已被少数大公司垄断,如台积电、三星、英特尔等。
2. 原材料、设备等受到进口“卡脖子”问题的影响,制约了我国集成电路、半导体行业的发展。
3. 现阶段,集成电路制造工艺的提升已逼近物理极限,集成电路产业也不再依赖单一器件发展。
4. 传统的集成电路采用光刻的蚀刻工艺进行生产,是高能耗、多污染、碳排放量高的产业。
5. 大量的蚀刻集成电路废弃,酸洗等处理工艺也会造成二次环境污染。即使按照环保要求处理,也会对环境造成严重的污染和不可逆的破坏。
绿色印刷电子技术在集成电路技术迅速发展并遇到瓶颈的时候,起到什么样的作用?
绿色印刷电子技术的最大优势是:绿色环保、柔性化、低成本、大面积。
绿色印刷电子技术可印刷于任何可油墨化的材料、制作在各类型衬底基材上,因此与其他如有机电子、塑料电子、纸电子、柔性电子、透明电子及可穿戴电子都有关联性。
哈深智材基于重点研究更低成本、高性能的新型导电浆料及绿色印刷工艺。依赖于这一新材料、新技术,有望形成一个新兴产业,引导电子技术的变革。
哈深智材在这个领域有什么样研究进展和核心技术能力?
电子设备中的集成电路芯片都是通过复杂的光刻、显影、蚀刻等一系列加工步骤实现的。
绿色印刷电子技术则是利用精密印刷技术来制作电子器件或电路,主要是导电材料进行图案化印刷,通过简单步骤就能形成传统集成电路芯片的图形结构,区别于传统的减材制造导致的环境污染和材料浪费,是一种绿色环保的增材制造技术。
哈深智材以哈尔滨工业大学(深圳)柔性印刷电子技术研究中心为依托,凭借多年研究和实验,研发出的新型环保纳米级银包铜导电浆料,具有优良导电性能。浆料采用纳米银包铜微粒作为导电填料,大大降低原材料成本,具有可媲美目前银浆产品的导电性能和更为优异的安全可靠性。
相比简单使用纳米铜颗粒制备导电浆料,纳米银包铜采用覆银层进行抗氧化处理,能够有效提高浆料的耐候性和使用寿命,具有电导率高、化学稳定性高、不易氧化等优点。
导电浆料制备坚持绿色环保,无塑料、无污染,除必要的有机溶剂之外,无对环境和人体有毒副作用的化学物质,所使用的离子液体也可回收再利用。
目前柔性绿色印刷电子技术可以应用在哪些领域?未来发展如何?
柔性绿色印刷电子技术目前已接近成熟,一系列新型柔性电子器件实现了应用。我司也基于此研发及生产了RFID标签、可穿戴电子等成熟产品,并申请了相应的知识产权。其他产业化项目,如血糖检测试纸、电子仿生皮肤、智能包装、5G陶瓷滤波器也在研发实验中。
在集成电路制造领域使用柔性绿色印刷工艺,是电子信息产业与新工艺、新材料高度融合的结果。这样的跨界融合往往催生革命性质的技术质变,从而彻底改变一种传统,可能会成为下一代万物智能的重要赋能技术。
以柔性绿色印刷电子为核心,着力发展“饥饿科技”,即柔性电子、人工智能、材料科学、泛物联网、空间科学、健康科学、能源科学和数据科学等八大关键核心科学技术与战略性新兴产业,是我国在颠覆性科技创新前沿领域开道超车的重要战略机遇。
目前哈深智材采用什么样的生产工艺,能给客户带来什么的价值?
柔性绿色印刷工艺采用卷对卷印刷,具有环境友好、生产成本低、柔性化、工艺简便、原材料损耗少、设备投资少等优点。
在材料的使用上也可避免像光刻技术浪费95%以上材料的问题,采用印刷方式印制,使用率在90%以上。以长期发展角度来看,印刷方式会比传统光刻技术的成本低很多。
哈深的纳米银包铜技术和柔性印刷电子技术,能带来什么样的社会价值?
柔性印刷电子技术创造性地将纳米银包铜技术应用于集成电路的制造,工艺上从做复杂“减法”到做简单“加法”,绿色环保无污染;开启了印刷集成电路的新模式,创造传统集成电路制造无法实现的新产品、新应用。
增材制造是未来制造业的发展方向。柔性绿色印刷是一种增材加工方法,只需要印刷、烧结两步工艺便可,能实现无塑料、无污染、零排放。有效利用材料、减少化学废物产生,在可能的情况下进行回收,实现绿色或“可持续”。
推进柔性绿色印刷电子应用,能够有效减少整体排放,提升环境友好度,实现碳中和。在大面积推广和应用下,有效规避传统集成电路的固有缺陷,避免对环境二次污染,实现碳达峰。
为什么选择建立无锡物联网中心?
区域政策:2009年国务院批复同意无锡建设国家传感网创新示范区,省委、省政府提出“物联网发展看无锡”的建议。无锡高新区是全国最早的国家传感网创新示范区、无锡物联网产业发展的核心区。创新技术在这里先导策源、优质资源在这里先行集聚、示范应用在这里先试探索。
无锡作为物联网行业试点中心城市,目前已经形成了规模化的产业集聚效应。物联网应用产业供给完善,上下游通路闭环,商业环境生态优秀。无论是原材料供应,还是系统集成和研发企业都汇聚于此。
同时无锡拥有无锡物联网产业研究院、江南大学、东南大学等研究机构和学校云集,各公司也将物联网产业试点中心立足无锡,物联网生态环境完善。
无锡作为长三角的核心地带,毗邻苏州、上海、南京、杭州,基本实现了半小时经济圈的中心位置,能有效辐射周边产业。
江苏哈深物联科技有限公司立足中国物联网重镇——无锡,能够有效辐射长三角产业群,汇聚行业资源,有效提升行业知名度和影响力。借助无锡物联网产业优势,以我们的核心技术和专业能力,为中国物联网行业发展做出贡献。