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株洲科能高纯铟成就“单项冠军”!获得国内外知名化合物半导体企业一致认可

昧光

2024.6.28  |  点击 463次

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导读 株洲科能——高纯铟。

中国粉体网讯 高纯铟在液晶显示、太阳能光伏、红外探测、半导体化合物合成等方面应用广泛。例如氧化铟锡(ITO)薄膜或靶材、用作Ⅱ—Ⅵ价半导体化合物的掺杂剂三甲基铟(TMI)、CuInSe2薄膜电池、激光器用InGaAs、霍尔元件和磁阻器用InSb、InP及InAs等。


株洲科能5N~7N高纯铟

 

 

目前半导体领域对铟原料纯度的要求基本在6N及以上。我国是全球铟资源和国际原生铟供应第一大国,但铟产品集中在中低端,7N超高纯铟仍需要通过国外再加工与反向输入。美国铟公司、欧洲金属公司、日本同和集团和三菱株式会社都拥有较为稳定成熟的6N/7N级高纯铟生产技术。目前高纯铟的制备方法主要有电解精炼法、真空蒸馏法、区熔法和单晶直拉法等。

 

5N、6N高纯铟及7N超高纯铟的行业标准

 

 

株洲科能高纯

获得国内外知名化合物半导体企业一致认可

 

株洲科能新材料股份有限公司(以下简称:株洲科能)成立于2001年1月,位于中国湖南株洲金山科技工业园,是一家专业从事小(稀散)金属、半导体材料、显示发光材料生产的国家级高新技术企业。

 

株洲科能产品主要包括高纯镓、高纯铟以及ITO等靶材用铟(4N5-5N)、氧化铟、氧化镓等电子级稀散金属系列产品,和工业镓、铋及氧化铋等工业级稀散金属系列产品两大类,主要应用于磷化铟、砷化镓等化合物半导体、太阳能电池P型硅片、ITO等靶材合成以及医药、化工等领域高端产品制造。

 

作为国内高纯铟产品领域的领先企业,株洲科能始终保持国内高纯铟市场份额的领先地位,着力布局日本、德国、韩国、美国等半导体原材料需求旺盛的海外市场,凭借高纯产品的纯度、过程管控、一致性、交付及时性等的优势,已获得Wafer、AXT、5NPlus以及云南鑫耀等国内外知名化合物半导体企业的广泛认可。

 

株洲科能作为全球高纯镓、高纯铟材料的主要提供商之一,整体处于国内领先水平,已先后成功配套Freiberger、AXT、Wafer、5NPlus、Rasa等全球主要化合物半导体厂商,系全球化合物半导体领域领先企业Freiberger的高纯镓主要供应商以及Wafer在中国境内高纯铟唯一供应商,同时高纯镓、高纯铟已基本覆盖三安光电、苏州纳维、云南鑫耀、浙江康鹏等国内近些年兴起的主要化合物半导体厂商及中国科学院半导体研究所等科研单位,以及隆基绿能、江苏协鑫等国内领先的光伏企业。据中国有色金属工业协会稀散金属分会统计的数据,株洲科能高纯铟产品于国内市场占有率约51%左右,生产规模、产销量、产值排名全国第一位。


株洲科能高纯铟

技术经济指标达到同类技术领先水平

 

针对我国高纯金属生产相关理论薄弱,除杂手段和装备相对单一,工艺流程长,高纯金属直收率低,典型杂质元素缺乏绿色高效去除手段等痛点,株洲科能自主研发金属熔体空气氧化技术、循环高效电化学技术、选择性定向挥发真空冷凝技术、多模式电磁场调控定向凝固技术、高纯金属真空脱气技术等一系列关键技术,能高效去除金属铟中的主体杂质。

 

在高纯铟生产中采用多模式电磁场的力/能量效应,调控金属结晶/区熔过程中固液界面前沿杂质原子动量传输行为及扩散边界层厚度、复合相变和场驱动效应,歧化杂质组元的有效平衡分配系数,提高杂质原子的迁移速率,解决粉末晶粒过粗导致除杂效果不佳,电解过程中杂质容易被包覆,高温下痕量杂质扩散污染高纯金属,气体杂质难以完全脱除,后期成型再次污染等一系列难题,实现铟中微量及痕量杂质的深度去除研发出8N超高纯铟产业化制备工艺并实现批量化生产,其中杂质元素铝<0.001ppm,铊、锡、铅<0.005ppm,技术经济指标先进程度高,达到同类技术领先水平。

 

行业知名厂商高纯铟生产水平

 

 

目前,株洲科能已建立完整的研发、生产体系并拥有完全自主知识产权,拥有授权专利43项,其中发明专利20项,科技成果转化能力突出。株洲科能生产的7N5以上高纯铟,可用于分子束外延砷化镓基PHEMT和磷化铟基HEMT材料。所生长PHEMT外延材料,室温的电子迁移率为6,500-7,000cm2/V.s,二维电子气材料浓度为1.7-2.0x1012cm-2;磷化铟基HEMT材料的电子迁移率为8,500-11,000cm2/V.s,二维电子气材料浓度为2.2-2.5x1012cm-2,满足分子束外延材料生长要求,实现了国产化替代的关键指标要求。

 

株洲科能超纯铟(MBE分子束外延)

 

 

株洲科能

实现高纯材料低成本、规模化、稳定生产

 

近年来,株洲科能坚持在高纯材料领域高强度研发投入,2020-2023年研发费用约1亿元,在高纯材料生产工艺、装备、检测等方面不断进行技术创新,重点解决了行业“高纯材料难以低成本、规模化、持续稳定生产”“高纯材料关键技术体系化、平台化开发”两大技术难题。

 

全球预估铟储量仅5万吨,其中可开采的占50%。由于未发现独立铟矿,工业通过提纯废锌、废锡的方法生产金属铟,回收率约为50-60%。株洲科能自主研发了“循环高效电化学技术”“高效痕量检测技术”“绿色环保连续氧化技术”等六大核心技术,形成了构建工艺、装备、检测齐头并进,关键核心技术的突破。构建了工艺联环、生产闭环的回收、提纯一体化生产工艺体系,实现了铟、镓、砷等元素的循环综合利用,具有显著的社会经济价值。其中,“一种从锑化铟废料中综合回收铟和锑的方法”“一种磷化铟中铟的回收方法”“一种高纯铟的提纯方法”等专利技术有力保障了高纯铟的持续生产能力。

 

 

2021年,株洲科能牵头联合中科院半导体所承担工信部“5G通信大功率微波芯片用超高纯铟金属”项目,2023年已通过验收。2022年承担科技部国家重点研发计划“战略性矿产资源开发利用”之重点专项“6N级以上超高纯稀有稀散金属制备技术”。2024年,工信部公布了第八批制造业单项冠军遴选企业认定名单,株洲科能凭借“高纯铟”产品获评国家级制造业单项冠军企业。株洲科能长期将自身研发活动与国家科技发展紧密结合,攻克行业前沿技术和难题,培养复合型、跨学科专业人才,为推动行业发展做出了诸多贡献。

 

参考来源:

株洲科能官网

株洲科能招股说明书

新华网

文家俊,磷及铟提纯方法研究进展,上海大学

王涵,铟资源的回收技术研究进展,昆明理工大学


(中国粉体网编辑整理/昧光)

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