濟(jì)源納米產(chǎn)業(yè)園

河南生產(chǎn)的高純鎵

頂端新聞·河南商報(bào)記者 丁亞菲/文 受訪者供圖

上到蛟龍入海、嫦娥奔月等大國重器的研發(fā)制造，下到手機(jī)、電動(dòng)汽車等生活常用品的升級(jí)迭代，都離不開材料的創(chuàng)新和應(yīng)用。作為傳統(tǒng)材料大省，布局包括先進(jìn)基礎(chǔ)材料、關(guān)鍵戰(zhàn)略材料和前沿新材料等在內(nèi)的未來材料，是河南打造“制造強(qiáng)省”的必由之路。

如今，在河南，因?yàn)楦髌髽I(yè)、實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新平臺(tái)的一次次探索和突破，不斷涌現(xiàn)出一個(gè)個(gè)擁有“超”能力的材料，為河南產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級(jí)提供源源不斷的新動(dòng)能。

“關(guān)鍵”突破締造河南“純度”

一種名為鎵的稀有金屬，隨著2023年中國一份“對(duì)鎵、鍺相關(guān)物項(xiàng)實(shí)施出口管制”的公告逐漸進(jìn)入了公眾視野。

中原關(guān)鍵金屬實(shí)驗(yàn)室的李海軍作為副組長攻關(guān)“年產(chǎn)17噸7N鎵、7N銦和6N硒中試線項(xiàng)目”。李海軍說，高純鎵具有極好的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性，其純度直接決定了芯片的性能。鎵的化合物砷化鎵、氮化鎵是制造高性能芯片的關(guān)鍵材料，氧化鎵更是被視為第四代半導(dǎo)體材料。

很長一段時(shí)間內(nèi)，國際市場上的高純鎵供應(yīng)大多掌握在少數(shù)國家手中，中國在這一領(lǐng)域不得不依賴進(jìn)口。

如今，中原關(guān)鍵金屬實(shí)驗(yàn)室高純項(xiàng)目組不僅完成了7N鎵、7N銦的中試線項(xiàng)目建設(shè)和產(chǎn)品成分純度（7N）驗(yàn)證的科研任務(wù)，還可以批量產(chǎn)出高純鎵、高純銦和高純硒產(chǎn)品。這些高純度鎵和高純度銦經(jīng)第三方檢測機(jī)構(gòu)測試，產(chǎn)品純度超出預(yù)期，達(dá)到了8N（即純度達(dá)99.999999%）。2024年底，李海軍所在的項(xiàng)目組，還解決了6N高純硒的批量生產(chǎn)問題，并將繼續(xù)承擔(dān)高純銻、鉍、碲、鍺和鎢等五個(gè)元素的提純工藝技術(shù)研究及其設(shè)備研發(fā)等工作，助力更多關(guān)鍵金屬“落地生金”，把河南的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢(shì)。

李海軍告訴記者：“高純金屬材料這一塊，我們基本上已經(jīng)把任務(wù)完成了，至少不用再從日本進(jìn)口了。這也算是推動(dòng)解決新一代半導(dǎo)體材料的卡脖子難題吧。”

小納米催生大產(chǎn)業(yè)

一納米究竟有多長？答案是一根頭發(fā)絲直徑的六萬分之一。這肉眼不可見的小納米，催生了河南唯一、全國第三大納米材料產(chǎn)業(yè)園——濟(jì)源納米初創(chuàng)孵化產(chǎn)業(yè)園（簡稱“納米產(chǎn)業(yè)園”）。

據(jù)濟(jì)源星翰新材料科技有限公司副總經(jīng)理郭少征介紹，納米銀粉是制作導(dǎo)電銀漿的主要原料，廣泛應(yīng)用于光伏、芯片封裝、柔性電子等領(lǐng)域。

在中國，光伏電池板的產(chǎn)能占全球80%以上，但其所用的關(guān)鍵材料納米銀粉高度依賴進(jìn)口，存在“卡脖子”風(fēng)險(xiǎn)。也因此，“少銀化”成為整個(gè)行業(yè)的迫切需求。

2023年，由星翰科技自主研發(fā)的納米級(jí)銀包銅，突破了在600納米銅球表面均勻包覆銀的技術(shù)難題，在國內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，就此打破了國外技術(shù)壟斷，實(shí)現(xiàn)了該產(chǎn)品的國產(chǎn)替代。據(jù)郭少征介紹，銅的單價(jià)只有銀的百分之一，納米級(jí)銀包銅除了實(shí)現(xiàn)“少銀化”的目標(biāo)，還能將光伏電池板的成本降低15%。

除星翰科技外，納米產(chǎn)業(yè)園還吸引了包括龍興鈦業(yè)、鴻辛橡膠新材料等一批具有核心競爭力的納米企業(yè)入駐，年產(chǎn)值達(dá)66億元。河南大學(xué)2003年種下的河南納米產(chǎn)業(yè)第一粒“種子”，如今已形成國內(nèi)唯一的“研發(fā)—小試—中試—工程放大—初創(chuàng)孵化—量產(chǎn)”全鏈條發(fā)展模式。

新材料中有“未來”

材料強(qiáng)，則制造強(qiáng)。作為傳統(tǒng)材料大省，布局未來材料，已成為河南打造“制造強(qiáng)省”的必由之路。

2024年11月底，中原石墨烯實(shí)驗(yàn)室在鄭州揭牌成立。河南又一次提前布局，正式加入石墨烯這一萬億級(jí)賽道的角逐。

石墨烯，被業(yè)界譽(yù)為“新材料之王”，是一種迄今為止已知的最薄、最輕、強(qiáng)度最高、導(dǎo)電導(dǎo)熱性佳、透光率高的新興材料，在電子器件、生物醫(yī)學(xué)、航空航天、能源存儲(chǔ)等眾多領(lǐng)域擁有巨大應(yīng)用潛力和發(fā)展前景。據(jù)了解，中原石墨烯實(shí)驗(yàn)室在鄭州航空港區(qū)謀劃了10平方公里的“中原碳谷”，將匯集從事碳材料研究的研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)，帶動(dòng)形成碳材料產(chǎn)業(yè)集群，為打造萬億級(jí)的“中原碳谷”提供創(chuàng)新動(dòng)力支撐。未來2至3年，中原石墨烯實(shí)驗(yàn)室將向市場投放蒙烯玻璃纖維、玻璃纖維、石墨烯散熱膜等三種規(guī)�；�產(chǎn)品，打造完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。

從有中育新，到無中生有，在未來材料產(chǎn)業(yè)培育發(fā)展方面，河南一直在努力推動(dòng)更多“從0到1”的突破，力爭實(shí)現(xiàn)換道再領(lǐng)跑、搶占新賽道。

未來已來，河南打造材料強(qiáng)省的雄心，正在加速實(shí)現(xiàn)。