嘉星晶电精铸“蓝宝石王国”

2020-11-13 15:49:11

打破蓝宝石衬底依赖进口局面,建设年产值10亿元半导体科技产业园,打造“中国造”半导体全产业链——

嘉星晶电展厅内陈列的蓝宝石切割片

嘉星晶电生产车间

提起蓝宝石,浮现在人们脑海中的往往是陈列在珠宝展柜中漂亮的饰品,但蓝宝石可不仅仅是一种宝石,它也是硬度仅次于金刚石的坚硬材料。在位于青岛高新区的青岛嘉星晶电科技股份有限公司,一块块蓝宝石棒被精准切割成薄薄的晶片,这些晶片被广泛应用到半导体及微电子行业、照明行业、手机电子消费品以及军工领域,打破了蓝宝石衬底依赖进口的局面。

不仅是珠宝装饰,更是工业材料

在高新区河东路上的青岛嘉星晶电科技股份有限公司展厅,陈列的人造蓝宝石晶棒及晶片格外吸引眼球。不同于想象中的蓝色,晶棒和晶片都呈现纯净的半透明颜色。

“蓝宝石俗称‘刚玉’,主要化学成分是氧化铝,莫氏硬度为9,在自然材料中仅次于钻石。”青岛嘉星晶电科技股份有限公司总经理郑东告诉记者。高硬度、强耐磨、高温稳定性……这些特有属性,让人造蓝宝石面世后很快替代了传统材料,被广泛应用于半导体及微电子行业、照明行业、手机电子消费品领域、军工产品,它更是成为LED照明产品最主要的衬底材料。

电子产品狂热者对手机上的蓝宝石应用更为熟悉,很多手机的手机镜头保护玻璃、Home键、手表手环表镜都应用了蓝宝石。”郑东表示,与传统的玻璃屏幕相比,蓝宝石屏幕具备触摸传感和保护的双重作用,在满足智能终端超薄化和提升显示效果方面也具有独到优势,因此是首选的屏幕材料。

打破国外进口垄断,实现自主研发

蓝宝石产业链,分为上游晶棒生长、中游设备制造、晶片加工,下游产品应用,而嘉星晶电主攻中游晶片加工环节。

百级无尘车间装修、高度自动化的先进设备,晶片加工的车间更像是科研实验室。公司的产能每年以30%的增长率递增,目前正在建设新的厂区,从厂房到设备总投资达到5.6亿元,晶棒切割、研磨、倒角、退火、抛光、清洗、检测……生产过程全部采用高度机械化设备。一期厂区完全建成后,可实现年加工1200万片大尺寸蓝宝石的产能,年产值可达5.6亿元。

2009年国内蓝宝石衬底基本依靠国外进口。但随着节能环保和电子消费领域需求不断扩大,蓝宝石的市场需求量越来越大,而只依赖进口蓝宝石衬底的现状必然会严重制约相关产业的发展。意识到国内蓝宝石衬底的发展契机,嘉星晶电便因此成立,势力打造“中国造”半导体全产业链。

从最初引进顶尖国外研发人才加盟,到逐渐拥有自主研发的即开即用蓝宝石衬底晶片加工工艺,嘉星晶电的成长过程中经历了不少艰辛。因为有高新区的各项政策支持,更有利于公司集中于工艺研发。2010年,公司就实现了从试生产、客户验证、批量再到大规模生产,先后仅用了7个月时间,建成了国内首家大规模高质量半导体蓝宝石晶片生产企业,打破了国内蓝宝石衬底完全依赖进口的局面。

聚焦精尖技术,打造产业集群

在开发生产高精度晶片同时,嘉星晶电将研发方向聚焦于生产大尺寸蓝宝石晶片,也成为了国内第一家开发出高精度6英寸蓝宝石衬底晶片的企业。虽然蓝宝石衬底尺寸越大,对生产工艺和设备水平要求也会更高,但大尺寸蓝宝石衬底的规模效应可以带来整体成本的下降,目前已成为行业发展的趋势。

目前,嘉星晶电已经实现了2英寸、4英寸、6英寸的系列化产品生产,其产品在表面粗糙度、平整度、翘曲度、弯曲度等指标上,均高于国际半导体协会标准和中国国家标准。嘉星晶电是目前国内最大图形化衬底制造商和国内最大垂直整合企业的第一供应商,也是国内最高水平晶体生产商的首要代工商。

尽管成绩斐然,但嘉星晶电也曾经历大形势下的行业低谷。行业初期发展过热,造成供给严重过剩,也让整个蓝宝石行业进行了一次大洗牌。行业发展和竞争新阶段,产业集群的宏观效应越来越凸显。

今年3月,由嘉星晶电主导建设的半导体科技产业园项目在高新区正式签约,产业园将按照专业园区模式建设,同时引入一批半导体行业领先企业,为企业搭建共同的产业研发平台,推进半导体的研发及后期的产业化。新产业园建成后,蓝宝石晶片半年产能就可达到2400万片,产值也将超10亿元。

下一步,嘉星晶电还希望向半导体配套装备制造和更高端的半导体材料发展。“国产蓝宝石衬底数量庞大,但生产设备还是进口居多。嘉星晶电希望能从根本上改变这一现状,让整个产业自内到外都是中国造,真正打造一条自主的半导体全产业链。

来源于:蓝宝石应用

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