כיוון פיתוח עתידי ופריצת דרך טכנולוגית של מיקרו-אבקה לבנה של קורונדום
כשנכנס לסדנת ייצור מדויקת בשנג'ן, לי גונג דאג לגבי המיקרוסקופ - אצווה של מצעים קרמיים המשמשים לעדשות מכונות ליתוגרפיה הראו שריטות ברמת ננו על פני השטח שלהם. לאחר שהחליף את המיקרוסקופ דל הנתרן שפותח לאחרונהמיקרו-אבקה של קורונדום לבןנוזל ליטוש עם יצרן, השריטות נעלמו באורח פלא. "האבקה הזו כאילו יש לה עיניים, והיא רק 'נושכת' את הבליטות בלי לפגוע במצע!" הוא לא יכול היה שלא להטיף סטירה לראשו ולהתפעל. סצנה זו משקפת את השינוי הטכנולוגי שעוברת תעשיית המיקרו-אבקת הקורונדום הלבנה. "השיניים התעשייתיות" המאובקות בעבר הופכות ל"סכינים ננו" לייצור מתקדם.
1. נקודות כאב נוכחיות בתעשייה: תעשיית האבקה המיקרו נמצאת בצומת דרכים של טרנספורמציה
נראה כי שוק אבקת המיקרו של קורונדום לבן העולמי פורח - סין, כיצרנית הגדולה ביותר, אחראית ליותר מ-60% מהייצור העולמי, וגודל השוק יעלה על 10 מיליארד בשנת 202227. אבל כשנכנסים לאזור המפעל בגונגיי, הנאן, הבוסים מנענעים בראשם לנוכח המלאי: "לא ניתן למכור סחורות במחיר נמוך, ולא ניתן לייצר סחורות יוקרתיות." זה חושף שתי דילמות עיקריות בתעשייה:
עודף ייצור בקצה התחתון: מוצרי מיקרו-אבקה מסורתיים עוברים תהליך הומוגני משמעותי, לכודים במערבולת של מלחמת מחירים, ושולי הרווח ירדו מתחת ל-10%.
היצע מתקדם אינו מספיק:אבקת מיקרו בדרגת מוליכים למחצהעדיין מסתמך על יבוא, ומוצר של יצרן בינלאומי מסוים בעל טוהר של 99.99% נמכר במחיר של עד 500,000 יואן לטון, פי 8 מזה של תוצרת מקומית.
מה שחמור יותר הוא שקללת הגנת הסביבה הולכת ומתהדקת. בשנה שעברה, מפעל ישן בזיבו, שאנדונג, נקנס ב-1.8 מיליון דולר בגין חריגה מהתקן של גזי פליטה מכבשן הקלצינציה. הבוס חייך חיוך מריר: "עלויות הגנת הסביבה אוכלות רווחים, אבל אם לא מתקינים ציוד חדש, צריך לסגור!" 8 כאשר לקוחות במורד הזרם החלו לדרוש תעודות טביעת רגל פחמנית, עידן הייצור הנרחב נכנס לספירה לאחור.
2. פריצות דרך טכנולוגיות: ארבעה קרבות מתנהלים
(1) הכנה בקנה מידה ננומטרי: המאבק להפוך "אבקה מיקרוסקופית" ל"אבקה דקה"
תחרות בגודל החלקיקים: חברות מובילות השיגו ייצור המוני של אבקות מיקרו מתחת ל-200 ננומטר, שהם רק עיגול אחד גדול יותר מנגיף הקורונה החדש (כ-100 ננומטר).
פריצת דרך בטכנולוגיית פיזור: תהליך סיווג השקיעה ההידראולית המוגן בפטנט של חברת Hanshou Jincheng פותר את בעיית הצטברות החלקיקים על ידי הוספת חומר פיזור מורכב, הדוחס את פיזור גודל החלקיקים של אותה אצווה של מוצרים מ-±30% עד ±5%.
בקרת מורפולוגיה: כדוריות מאפשרת לחיכוך גלגול מיקרו-אבקה להחליף את חיכוך ההחלקה, ושיעור הנזקים בליטוש יורד ב-70%.6. מהנדס מחברה יפנית תיאר זאת כך: "זה כמו להחליף חצץ בחרוזי זכוכית, וההסתברות לשריטות צונחת באופן טבעי."
(2) סיבוב נתרן נמוך: טוהר קובע את הערך
תעשיית המוליכים למחצה שונאת יוני נתרן - זיהום נתרן בגודל של גרגר מלח יכול להרוס פרוסת תבנית שלם. אבקת קורונדום לבנה דלת נתרן (תכולת Na2O ≤ 0.02%) הפכה למוצר מבוקש:
שדרוג טכנולוגיית התכת קשת: אומץ התכה באמצעות הגנה מפני גז אינרטי, וקצב נדיפות הנתרן גדל ב-40%
תוכנית להחלפת חומרי גלם: קאולין משמש להחלפת בוקסיט, ותכולת הנתרן מצטמצמת באופן טבעי ביותר מ-60%
למרות שמחירו של מוצר מסוג זה גבוה פי 3 ממחיר אבקה רגילה, הוא נמצא במחסור. לקו המוצרים דל הנתרן שזה עתה הוכנס לייצור במפעל בג'יאנגשי יש הזמנות עד 2026.
(3)ייצור ירוקחוכמה שנכפתה על ידי הגנת הסביבה
מיחזור חומרי גלם: טכנולוגיית מיחזור גלגלי שחיקה של פסולת יכולה להגדיל את שיעור המיחזור של אבקת פסולת ל-85%, ולהפחית את העלות ב-4,000 יואן לטון.
מהפכת תהליכים: תהליך ייצור אבקה יבשה מחליף לחלוטין את השיטה הרטובה, ופליטת שפכים מצטמצמת לאפס. מפעלי הנאן הציגו מערכת להשבת חום פסולת, וצריכת האנרגיה ירדה ב-35%.
שינוי פסולת מוצקה: מפעל בליאוצ'נג, מחוז שאנדונג, הפך פסולת סיגים לחומרי בניין חסיני אש, מה שהניב למעשה הכנסות של 2 מיליון יואן מדי שנה. הבוס התבדח: "בעבר, הגנת הסביבה הייתה דרך לקנות בטיחות, אבל עכשיו זו דרך חדשה להרוויח כסף."
(4) ייצור חכם: קפיצת מדרגה מדויקת המונעת על ידי נתונים
בסדנה הדיגיטלית של ג'נגג'ואו שינלי, המסך הגדול מציג את עקומת התפלגות גודל החלקיקים של המיקרו-אבקה בזמן אמת. "מערכת מיון הבינה המלאכותית יכולה להתאים באופן דינמי את פרמטרי זרימת האוויר, כך ששיעור הסמכת המוצר יעלה מ-82% ל-98%." המנהל הטכני הצביע על הציוד הפועל ואמר 6. הניטור המקוון של מנתח גודל החלקיקים בלייזר בשילוב עם אלגוריתם למידת מכונה יכול להשיג משוב ברמה השנייה על תנודות האיכות, ולהיפרד לחלוטין ממצב "בדיקה לאחר" המסורתי.
3. שדה קרב עתידי: טרנספורמציה מרהיבה מגלגלי השחזה לשבבים
הבא "מסלול הזהב"של מיקרו-אבקה לבנה של קורונדום נפתחת:
אריזת מוליכים למחצה: משמשת לדילול וליטוש פרוסות סיליקון, עם קצב צמיחה שנתי של יותר מ-25% בביקוש העולמי.
שדה אנרגיה חדש: כחומר ציפוי להפרדת סוללות ליתיום, משפר את עמידות החום ומוליכות היונים
ביו-רפואי: ננו-ליטוש של שחזורים קרמיים דנטליים, עם דרישת דיוק של 0.1 מיקרון
האבולוציה של אבקת מיקרו-קורונדום לבנה היא מיקרוקוסמוס של שדרוג הייצור של סין. כאשר המפעל הישן בזיבו השתמש בהדפסה תלת-ממדית כדי לבנות מחדש את שדה הזרימה של כבשן הקלצינציה, וכאשר הצוות מהאקדמיה הסינית למדעים טיפח מיקרו-כדורים מאלומינה חד-גבישית במעבדה, תוצאת "מלחמת המיקרומטר" הזו לא נקבעה עוד על ידי כושר הייצור הנוכחי, אלא על ידי מי שיכול היה להגדיר את אבן הפינה של הייצור העתידי בדיוק ננומטרי.