科技成果转化
对外转化科技成果（七）：大口径石英晶体生长产业化项目
来源： 发布时间：2024-04-16石英晶体具有良好的频率-温度稳定性和光学透过率，应用于以SMD3225型、2520型为主流型号的晶振元件，以及高端光学元件，批量供应以晶振元件研发为主的学校、院所和企业，年产量5-8吨，占国内晶振市场1%左右份额。
国内可用于新一代小型高频晶振元件（2016型、1210型及以下型号）、温补晶振、车规晶振等的高品质石英晶体仍未工程化，现有用于主流晶振型号3225型的石英晶体也有一半从俄罗斯进口，石英晶体市场缺口较大，应用前景较好。技术成果转化以后，预期年产能可达到800吨，占全球市场的30%，晶体年产品收入4亿元，利润1亿元，服务终端300亿晶振元件市场。
针对现有人造石英晶体难以满足下游市场对高品质、高稳定、低成本材料的需求问题，提出了一种大口径水热法制备人造石英晶体技术方案，以及低腐蚀隧道密度籽晶制备、高纯度石英晶体水热工艺、熔岩储能保温装置等技术方案，制备高品质人造石英晶体，可满足小型、高频、高精的晶振元件QMEMS工艺制造。主要技术已实现在Ф250mm高压釜上得到工程化验证，技术处于国内领先、国内先进水平。
（一）主要技术创新点
1. 大口径高压釜水热工艺。
国内用于人造石英晶体生长的高压釜口径均在Ф380mm以内，单釜产量低、生产成本高，无法与占国内市场50%的俄产石英晶体形成竞争。由于釜体口径小，受电压、环境变化等因素的干扰影响大，不适合低腐蚀隧道密度、高Q值人造石英晶体的生长，无法满足温补晶振、压控晶振以及小微型QMEMS工艺晶片需求，该类产品由日本垄断，造成国内石英晶体产业链的技术短板。
大口径高压釜便于实现内部良好的对流环境和更加稳定的温场，抗外部环境干扰能力大大加强，单位能耗更低，生产效率更高，批量一致性更好，更有利于适用于QMEMS光刻工艺的大尺寸、低腐蚀隧道密度石英晶体产业化。
已申报发明专利1项，授权实用新型专利1项。
2. 熔岩储能系统。
稳定的温场和精准控温有利于高品质人造石英晶体的生长。目前石英晶体的温场主要由电阻直接加热控制，在较长的石英晶体生长周期内，电压变化、加热件的损坏直接造成温度波动，影响晶体质量均匀性，导致下游元件制造调试成本高。元件企业更热衷直接采购日产石英晶片，限制了国内晶体企业的技术进步。
熔岩储能装置替代电阻直接加热，可实现恒温控温精度高，温场更稳定；实现结构性节能，降低碳排放；降低用电成本，增加物理空间可选择性；对电质量不敏感，有利于提高晶体品质。
（二）技术优势
技术成果转化后，单釜产能可提高10倍以上（与国内主流Ф300mm口径高压釜对比）；单位成本降低24.02%；单位能耗降低44.75%；谷电替代尖、峰电，实现结构性节能。
技术成果转化后，产品的一致性大幅提高，与俄产石英一致性持平；有利于低腐蚀隧道密度、高Q值石英晶体的生长，可接近或达到日产石英品质（日产石英腐蚀遂道密度在3条/cm2以内。
