智能手机是大众熟悉的通讯设备,但其背后的材料组成也有“大学问”。其中,电子陶瓷便广泛运用在各类通讯设备当中。

在位于松山湖的广东环波新材料有限责任公司(下称“环波”)生产车间,伴随着隆隆的机器声,员工全神贯注,忙着各自手中的工作。环波孵化于香港科技大学,2019年正式开始运营,其产研中心于2021年落地松山湖,核心团队来自香港科技大学、中科大、中科院、浙江大学等知名研究所及高校。

探路先进陶瓷材料,松山湖企业自研实现生产全环节覆盖

目前,企业深耕电子陶瓷全产业链,涵盖多种电子陶瓷材料的前端粉体、生瓷带、尾端器件,为新型通讯材料和器件提供设计研发、测试检测服务,形成配方研发、制备优化、生产加工、拓展应用的良性产业链。

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研发中心落地松山湖

自主研发量产设备性能比肩行业“巨头”

环波联合创始人、总经理胡传灯于19年在香港科技大学博士毕业。读博期间,胡传灯在其导师温维佳教授的带领下,与团队扎根电子陶瓷产业化领域的研究。这支从高校中走出来的队伍,科研能力具备天然优势。

“香港科技大学的成果转化氛围非常好,2018年我还没毕业的时候,团队就在深圳注册了环波,开始逐步推动电子陶瓷的制备与成果转化。”胡传灯说。

探路先进陶瓷材料,松山湖企业自研实现生产全环节覆盖环波科研人员正在开展研发工作

同时企业联合创始人包括材料物理领域专家、中科院院士陈仙辉等,拥有物理学、纳米学、光学、高频电路系统设计等众多领域专家,从材料端到生产端全环节实现自主研发。

“我们在工艺创新、设备改装方面,都具备相当高的技术门槛。”胡传灯表示,目前环波量产设备的稳定性、加工效率逐步向行业内多年领跑的“巨头”看齐,如京瓷等日本龙头企业等。

“读博期间,机缘巧合之下认识东莞松山湖这个地方。当时我们对松山湖的环境和发展趋势都十分看好,期待在项目工艺更成熟的时候,有机会在此落地。”胡传灯说。

2021年,在具备一定规模量产能力后,环波选择在松山湖建设产研中心。在胡传灯看来,松山湖是东莞的科技创新核心区,产业优势明显,上下游配套齐全,在此落地有助于企业进一步提升产能,以及招聘优秀人才、降低运营成本。

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立志打造中国版“京瓷”

掌握原始端至器件端全流程生产工艺

当前,电子陶瓷材料广泛应用在各种通讯设备及通讯基站中。环波代表性产品包括陶瓷基板、陶瓷器件。同时,企业团队拥有30多年的材料端研发经验,技术积累深厚。

在测试系统研制方面,环波拥有实现响应毫米波、太赫兹频率表征材料特性的测试手段。

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“我们的工作就好比甜点师。电子陶瓷材料的粉体是‘面粉’,把粉体‘揉成面团’‘擀成面皮’,便制成了生瓷带。器件就像一个千层饼,我们对生瓷带进行金属化,就是在每层之间加‘肉馅’。”
胡传灯表示,目前环波可以将ltcc(共烧陶瓷)叠到150层以上,材料图形可以实现从毫米波到太赫兹的通信频率,主要应用在卫星、基站等通讯领域。
“我们希望环波成为中国的京瓷。”胡传灯说。京瓷株式会社创立于上世纪50年代日本,最初为一家精密陶瓷生产厂商,创始人是稻盛和夫。如今,京瓷公司的产品包括手机和网络设备、半导体零部件、电子元件等,是世界500强企业。
胡传灯表示,国内电子陶瓷材料领域发展较慢,整体产业链完整度不高,比起国际先进水平有技术代差。当前,环波在材料性能上实现对标国际知名行业龙头企业京瓷。
具体而言,环波在工艺端、配方、材料等方面都进行自主创新,能够量产高稳定性陶瓷材料;同时,从原始端粉体到尾端器件的全流程工艺均实现自主研制。产品性能、设计、运作、良品率上均具有行业优势,以匹配半导体芯片级车规行业领域。
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破材料性能表征信息匮乏难题

实现高频电子陶瓷批量化生产

目前,通信频率根据波长,可以分为米波、分米波和厘米波,上述波段通常称为超短波或微波。再往上走,更高频率叫毫米波和太赫兹。在通讯领域,毫米波和太赫兹最大的优势是可以提供更宽的带宽,有更丰富的应用场景。
胡传灯认为,高频化和集成化是一个发展的趋势。“在毫米波雷达出现之前,大家对电子陶瓷材料在高频领域的关注相对较少。目前,市面上没有关于高频电子陶瓷制备材料的标准化表征测试系统。”胡传灯表示,高频电子陶瓷在量产环节,实现从小批量到大批量是一个跨越。
在探索大批量量产过程中,团队常常遇到所生产的材料纯度不足的情况,生产环节变量多,生产环境条件变化等情况,均会对其造成影响。
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环波测试系统产品-开放式谐振腔 
“团队在高频电子陶瓷材料制备领域有丰厚经验积累,测试系统也实现自主设计研发。”胡传灯表示,目前,毫米波、太赫兹波段的材料性能表征信息十分匮乏,环波自主研发的测试设备主要用来测试上述材料的电、磁性能。
“有些客户对材料性能指标的要求比较极端,对于企业工艺制备优化、设备迭代,都提出更高的要求。” 胡传灯表示,在一些器件端的应用领域上,如今企业最新研制的新陶瓷材料性能在量产良品率上有了极大提高。
“东莞是一个制造大市,我们很多下游客户在这里。未来希望有更多人才留在这里,我们也将进一步扩展厂地。能够在这里专心把事情做好,我认为是企业当前最重要的任务。”胡传灯说。

原文始发于微信公众号(环波科技):新闻快讯 | 探路先进陶瓷材料,松山湖企业自研实现生产全环节覆盖

作者 gan, lanjie