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智能化学气相沉积(CVD )镀膜设备生产项目技术团队

发布时间:2019-11-08  发布者: 点击阅读数:

项目培育单位:武汉化工新材料工业技术研究院

项目建设地点:武汉工程大学

产品用途:机械、微电子、光学、汽车、模具、电学及航空航天等领域。

一、项目简介

国际上根据工艺流程的不同,真空镀膜技术可分为化学气相沉积技术(CVD,Chemical Vapor Deposition)和物理气相沉积技术(PVD,Physical Vapor Deposition)。CVD 是近年来 兴起的一种先进薄膜制备技术,采用 CVD 制备的薄膜致密,薄膜与基板的结合力强且薄膜沉 积速率高,非常适合工业化应用。

本项目生产的产品,主要依托武汉工程大学赵培教授自主研发的“智能化学气相沉积法 制备多类功能及结构薄膜技术”(以下简称“CVD 镀膜技术”),该核心技术内容包括镀膜工艺的研发和镀膜设备的研制,经行业专家论证,该核心技术已达到国际先进、国内领先的水平,该项技术及设备能填补国内真空镀膜设备行业在国产化CVD镀膜设备领域的空白。目前,本项目生产的CVD镀膜设备已在国内部分科研院所和企业得到应用,因价格低廉、性能 优良,客户普遍反映良好,本项目已具备产业化的条件。

二、项目技术团队负责人介绍

赵培,“湖北省教育厅有关人才计划湖北省教育厅有关人才计划学子”特聘教授,武汉工程大学“工大学者”特聘教 授,“湖北省杰出青年科学基金”、“武汉市青年科技晨光计划”人才基金项目获得者。主 持国家自然科学基金等科研项目十余项。在薄膜制备、表征及功能陶瓷材料等研究方向,以第一作者在 Applied Physics Letter, Scripta Materialia, Journal of America Ceramics Society, Surface & Coatings Technology, Superconductor Science and Technology,Applied Surface Science, Materials Letters 等国际主流期刊上发表 SCI 收录论文 30 余篇,申请国家专利 6 项,已授权 1 项。

CVD 镀膜技术是赵培教授在日本东北大学金属材料研究所(材料领域世界排名第 一)求学、工作期间,吸收国外 CVD 相关技术基础上,经过近 10 年的潜心研究实验,进一步创新发展完成的项目。经过近年来国内的推广应用验证,该项技术已达到国际先进、国内 领先的水平,研制的 CVD 镀膜设备具有技术成熟度高、产品质量稳定、制造和使用成本低等 优势,具备初步产业化的条件。

三、投资的必要性

1.产品技术先进性

本项目技术团队负责人多年来一直从事CVD镀膜技术研究工作,在日本东北大学(Tohoku University)金属材料研究所求学和从事科研工作期间,一直致力于CVD技术的研究开发,2013年回国后从事相关研究至今,已申请相关专利1项,核心技术未申请专利,项目技术具有完全的自主知识产权。该项目负责人目前已经研制出10余台科研用的小型CVD镀膜设备和大型CVD工业设备,设备制造工艺成熟,使用过程中未发现任何问题,对比国外同类型CVD产品,本项目产品的技术已达到国际先进、国内领先的水平。

2.本项目CVD镀膜技术的优势

对比PVD镀膜技术,优势如下:

(1)膜原子与基板原子在化学反应过程中键合,不会脱落;

(2)高温扩散杜绝了“阴影效应”的现象,因而能在复杂异型工件上镀膜;

(3)沉积速率快,产品生产成本低;

(4)真空度要求低,设备生产成本低。

技术类别

薄膜与工件表面结合力

形状复杂工件镀膜

制膜效率

设备成本

产品成本

PVD

×弱

×否

×低

×高

×高

CVD

√强

√可以

√高

√低

√低

PVD与CVD技术对比    

基于以上优势,CVD镀膜技术及设备取代PVD镀膜技术及设备,至少部分取代PVD镀膜技术及设备只是时间问题。

3.本项目CVD镀膜设备的优势

本项目产品已经具备成熟的设计、加工制造的条件,量产的设备性能能完全媲美外国进口的同类型CVD镀膜设备,且具有价格上的巨大优势,如国外进口的工业用CVD镀膜设备,销售价格普遍在300万人民币以上,而本项目的工业用CVD镀膜设备国内销售价格基本能控制在100-150万人民币,本项目产品一旦工业化生产,配合一定的市场推广,取代进口CVD镀膜设备也只是时间问题。

4.市场需求

通过市场调查发现:目前国内销售市场上,还没有媲美外国同类型CVD镀膜设备功能的国产设备销售,市面上销售的所谓“CVD镀膜设备”,实质上是仍旧停留在90年代管式炉工艺的产品,属于逐渐要淘汰的产品,对比本项目产品,其在工艺水平、腔体尺寸大小、应用范围、质量稳定性等方面都是天差地别,其市场容量有限,目前仅有少量实验室使用。

对于近年来兴起的CVD镀膜技术及设备,其核心技术被欧美、日韩等发达国家牢牢把控,进口其CVD镀膜设备不仅价格昂贵(单台设备普遍售价300万人民币以上),而且会受到一定限制(因技术壁垒)。

经过近年来的小范围推广应用,本项目产品已在国内部分科研院所、工业企业使用,通过收集客户的反馈信息,我们分析发现:本项目产品性能优越、质量稳定、价格便宜,国产CVD镀膜设备市场存在大量的潜在客户,如有因进口CVD镀膜设备价格昂贵,生产成本居高不下的;有退而求其次,选择PVD镀膜设备的;有因PVD镀膜设备的功能无法实现的,甚至放弃相关产品生产的;有使用管式炉CVD的,等等。

根据行业统计数据显示:2017年国际真空镀膜设备市场销售规模约为34亿美元,国内真空镀膜设备市场销售规模约为8.3亿美元,国内真空镀膜设备市场主要包括PVD镀膜设备和CVD镀膜设备,在国家“中国制造2025”的政策背景支持下,本项目在智能制造行业——真空镀膜CVD国产化领域具有唯一性,本项目产品的大量上市,必将填补国产CVD镀膜设备的空白。项目前景可谓不言而喻。

部分产品展示