中國這項技術不突破,依然存在被美國和日本封鎖的危險

2019年德國與日本等國的科學傢聯合打造瞭一個世界上最圓的球體,別看球體其貌不揚而其中卻包含著多種頂尖技術,其中的技術我國至今都未曾掌握。

中國這項技術不突破,依然存在被美國和日本封鎖的危險-圖1

或許你會有疑惑不就是一個圓球嘛,以中國目前的工業科技能制造部不出來,這個技術還能封鎖中國不成?

圓球在加工制作過程中,要經過超精密拋光工藝,而中國目前未曾掌握的正是超精密工藝拋光,目前這項技術也是對中國封鎖的技術。

在常規設備制造中會把研磨和拋光歸類在一起,其實它們之間有很大的同,研磨是通過機床或其它機械對表面進行高精度加工,表面粗糙度可達到0.63-0.01微米,拋光是利用機械,化學或電化學作用是材料表面粗糙度進一步降低,拋光達到的表面光潔度比研磨更高。

上世紀世界各國還在普遍使用的物理拋光技術,但是隨著電子工業高速發展,對材料器件的尺寸和精度也提出更加苛刻的要求,以晶片制造為例,一毫米厚度的基片上需要放置幾十萬條集成電路,老舊拋光工藝已經遠遠不能滿足要求,隻能采用超精度工藝進行拋光,此外像醫療器械,汽車配件,數碼配件,航天航空等,都需要用到超精密拋光。

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如今的單晶矽片材料早已進入納米級別,中國如果不能掌握超精度拋光技術,在眾多制造領域一樣會有卡脖子的危險,沒有掌握這行技術也稱不上是制造強國。

我國超精密拋光領域負責任曾表示,如果把拋光工藝比作煎餅,那卡我們脖子的就是鍋,國外的鍋可以不沾鍋底,而目前我國還沒有達到此工藝並且有一段距離,這裡所說的鍋就是拋光機的核心器件磨盤。

超精度拋光對磨盤達到幾乎極限苛刻的要求,這種有特殊材料合成的鋼盤在工作時,不僅要滿足納米級別精度,更要具備精確的熱脹冷縮系數,當拋光機高速運轉時磨盤會出現發熱現象,從而產生熱形變磨盤平面精度就達不到要求,被加工的材料器件也會隨之產生變形問題。

目前國外的熱變形誤差在幾納米范圍之內,而美國和日本就掌握著此技術的頂尖工藝,可以滿足60英寸基片材料的精密拋光要求,60英寸材料目前在國際上屬於超大尺寸。

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在高科技領域通常說誰掌握瞭技術就是掌握市場,而掌握超精度拋光技術可以說就是掌握瞭全球電子制造業發展,如果美國和日本完全在超精度拋光技術封鎖,那麼我國在電子制造業也是舉步維艱從而影響眾多領域的發展。

日本目前在拋光機磨盤均為定制,不進行批量生產目的就是為瞭限制技術仿制,我國大部分拋光設備均從美國進口,而且價格不菲都在1000萬美元以上,要拿到產品還需要排隊等候。

中國目前的超精度拋光技術處於什麼層次水平呢?

如果說研制超精度拋光技術要經過三個步驟,那麼中國目前才完成瞭第一步。

我國早在2011年就研發瞭二氧化鈰微球粒度標準物質及其制備技術,該材料在經過試驗後,和當前國際上的超精密拋光水平相差不多,但對於整個拋光工藝來說隻有材料沒有拋光機械,隻能算做一個賣材料的,從研制出材料到如今已經走過瞭9年時間,科研團隊也對當前的超精度拋光技術有著清醒的認知,我國擁有瞭頂級拋光材料僅僅是基礎,更正要的是解決磨盤問題,其次是要解決拋光面積大小。

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從研發9年還沒能突破該技術就知道此技術的難度,美國和日本在拋光機磨盤材料構成和制作工藝方面保密,究竟用什麼材料才能合成熱膨脹率低,耐磨度高,耐磨面超精密的磨盤我們一概不知,這也是中國科研人員需要攻克的最大技術難題。

如論研發過程有多艱難,我們需要明白的是超精度拋光磨盤中國不可能從被人手裡獲取,要想打破技術封鎖,除瞭依靠自己的研發別無選擇。

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