“烯湾科技掌握了碳纳米管及其复合材料制备、量产等核心技术,构建了从基础材料、应用材料到产品端完善的产业链,形成新能源、半导体、氢能源三大应用领域为核心的产品矩阵。”在第二十五届深圳高交会(福田展区)1号馆深圳烯湾科技有限公司(下称“烯湾科技”)展台,工作人员正在向驻足在此的众多业内同仁、会场观众热情介绍他们带来的新产品。
据了解,此次展会,烯湾科技亮相了新能源、半导体、氢能源三大重点应用领域的最新产品和创新技术。新型碳纳米管材料生产项目包括单壁碳纳米管、碳纳米管粉体、碳纳米管薄膜、碳纳米管纤维等。
烯湾科技董事长、创始人章胜华向记者介绍,目前,烯湾科技量产的碳纳米管复合材料就包含导电/抗静电复合材料。导电/抗静电复合材料是半导体原材料中的关键材料之一,主要用来制作半导体载具材料。半导体材料是芯片制造的基石。公众对硅片、光刻胶等晶圆制造材料比较熟知,实际上用于晶圆、芯片储存及运输的半导体载具材料也同样重要。
据悉,烯湾科技生产出了碳基复合材料制备的半导体载具,成为了市场好评度极高的拳头产品。据介绍,芯片精密度高,价格昂贵且极易受到外部污染的影响,因此在晶圆处理的每个流转步骤,都需要独特的材料和载具进行保护。作为半导体生产过程中的耗材,载具必须具备抗静电、耐高温、抗摩擦、低释出性、低吸湿性、高穿透性等优良特性,制备高可靠性的半导体载具对技术含量要求极高。在全球范围内,日本、美国以及中国台湾的企业占据半导体载具市场的主要份额。
烯湾科技所生产的碳基复合材料制备的半导体载具在具备传统优势性能的同时,还解决了传统半导体载具碳粉析出易致半导体短路、硫化物挥发导致半导体变色、导电不均匀且有时效性等产业痛点,有望从产业链源头替代进口材料。
碳纳米管
什么是碳纳米管?我们的头发缩小1万倍就是它的样子,但它是世界上拉伸强度最强的物质,也是导电、导热最好的材料,还是世界上最黑的材料。碳纳米管(CNT),又名巴基管,是一种典型的一维纳米材料。碳纳米管是晶行碳的一种同位素异形体,在结构上为蜂巢状的一维纳米空心管,其中C-C原子以sp2杂化构成共价键。
根据碳纳米管的管壁数,可分为单臂碳纳米管(SWCNT)和多壁碳纳米管(MWCNT);而根据碳纳米管的结构特征又可分为扶手椅型、锯齿形和螺旋型三种,其中螺旋型碳纳米管具有手性,而锯齿形和扶手椅型碳纳米管没有手性。
碳纳米管“厉害”之处
1. 材料强度高。碳纳米管的材料强度很高,甚至比钢铁还结实,碳纳米管密度仅为钢的1/6,但抗拉强度却是钢的100倍,最高可达200Gpa;同时这种材料的柔性也特别好,弹性模量达1.34Tpa,与金刚石相当,是钢的5倍,适合做柔性折叠。
2. 材料直径小。碳纳米管的直径只有1-3纳米,电导率高达108S·m-1,是铜金属的一万倍;常温下热导率通常在3000W·(m·K)-1以上,远超其他金属材料;除此之外,碳纳米管还具有弹性高、比表面积大、稳定性好和抗疲劳性能等性能,特别适合做小尺寸的晶体管,能够做成立体控制结构,也有利于电路控制。
在碳纳米管基础研究方面
北京大学张锦团队、李彦团队在导电性可控碳纳米管合成、单手性碳纳米管合成与分离等方面做出了重要贡献。北京大学彭练矛团队在碳纳米管电子器件方面取得了重大进展。在碳纳米管应用方面,清华大学魏飞团队在碳纳米管宏量制备、高强碳纳米管纤维、碳纳米管导电添加剂等方面业绩不菲。
除此之外,国内其他碳纳米管研究团队盘点如下: