（产业化）大尺寸、高品质蓝宝石窗口及衬底器件的产业化项目可行性投资立项报告A1

如高温高压或真空容器的观察窗液晶显示投影仪的散热板有害气体检测仪和火灾监测仪的窗口光纤通讯接头盒等。

蓝宝石单晶制备的研究开始于世纪末，年，法国人用熔焰法最先获得了较大尺寸的蓝宝石晶体，经过近百年的发展，制备蓝宝石单晶的技术日趋完善。

目前已有提拉法熔焰法坩锅移动法温度梯度法导模法热交换法水平定向凝固法泡生法等多种制备方法，而适于生长大尺寸蓝宝石单晶的技术主要有热交换法水平定向凝固法泡生法及温度梯度法及本项目所采用的冷心放肩微量提拉法等。

年，俄罗斯的研究所报道了采用法合成的蓝宝石晶体。

乌克兰的单晶研究所采用定向凝固法制备了大尺寸板状晶体，该工艺采用保护性气氛代替了晶体生长时的高真空环境，并且用廉价的碳材料代替热交换器用的昂贵金属材料，极大的降低了生产成本。

我国在大尺寸蓝宝石单晶的合成方面与国外有较大的差距，尤其在蓝宝石晶体的生长技术生长装备及加工技术方面，至今不少单位仍然使用较为传统的提拉法熔焰法生长氧化物单晶材料，由于机械传动过程中震动很大，电器自动控制精度低，温度场设计不合理等问题，很难满足晶体生长的基本条件。

制备的晶体质量成本很难满足使用要求，成为困扰相关产业发展的技术难题。

我国在蓝宝石晶体材料的加工技术方面和国际先进水平存在明显差距，主要是晶体材料利用率低加工表面质量差表面损伤层大加工后衬底材料定向精度难以满足使用要求，国内规模化生产用高品质蓝宝石衬底材料目前尚属空白。

国内在九十年代后期，针对大尺寸蓝宝石单晶体的生长技术取得了定的进展，中国科学院上海光学精密机械研究所采用导向温梯法与热交换法类似，生长出国内最大尺寸的蓝宝石晶体，用于国家氧碘强激光工程窗口材料，这是目前为止我国的最好水平年四川师范大学固体物理所采用提拉法生长出了直径大于的蓝宝石单晶年北京人工晶体研究所采用坩埚下降法生长蓝宝石单晶。

我国蓝宝石晶体的产业化属起步阶段，目前主要产品为中低档产品，如用火焰法和提拉法制备直径范围在以下的蓝宝石晶体，晶体质量只有少部分能达到光学级水平，如云南玉溪蓝晶晶体有限公司南京恒炼蓝宝石表面有限公司大连淡宁光电技术有限公司等企业上海光学精密机械研究所导向温梯法的产业化工作尚在起步阶段，据报道能加工制造英寸以下的蓝宝石晶体，由于受生长方向的限制，可加工基片直径尺寸小于，材料利用率较低。

在国际上能够通过产业化生产制造直径超过大尺寸蓝宝石晶体的国家只有美国和前苏联，有代表性的公司有俄罗斯的公司公司和等公司，生长出晶体尺寸最大为，工艺方法为泡生法美国的是世界上最高水平的晶体制造公司，可生产的大尺寸蓝宝石单晶体，采用的工艺方法为热交换法，其工艺成本较高。

我国晶体生长有悠久的历史，但现代人工晶体的系统研发起步较晚。

经近半个世纪的发展，已可生产制备直径的蓝宝石晶体，由个基本上是空白的领域上升到在国际上占有席之地，来之不易。

我国在晶体材料方面取得了大量研究成果，但大尺寸蓝宝石晶体材料的生长技术，高利用率低成本的晶体材料成型及机械加工技术开发应用尚处于研制水平较低阶段，对大多需求很难提供配套，更谈不上批量生产，难以满足供货量和货期的要求大大的制约了相关领域的发展。

高品质低成本的晶体材料生长技术是世界各国关注的难点和重点。

从目前的技术水平来看，国际上能够产业化制造直径大于以上高品质蓝宝石衬底材料的只有俄罗斯美国等三家公司，由于蓝宝石材料有着较强的军工应用背景需求，因此各国均将该项技术列为高度机密内容，相关研究报道仅仅局限在工艺角度，针对蓝宝石的特点和用途开发的专用设备及与之相配套的成型及机械加工技术的报道仅仅限于原理角度，我国在该方面的研究属刚刚起步，在基础理论工艺设备选配等方面的基础和经验几乎为零。

目前国内现有的用于蓝宝石晶体生长设备，是基于传统方法和技术开发建设的实验室级产品，无论从晶体质量成本工艺控制精度工艺重现性晶体尺寸生产效率等方面均难以满足产业化的需求。

从工艺角度，大尺寸蓝宝石晶体生长周期长，工艺复杂。

原材料纯度处理状态制备工艺参数等对晶体质量影响较大，需要针对不同工艺参数生长出晶体进行详细的性能测试和微观组织结构分析，在此基础上给出进步改进的工艺表面损伤等问题，可实现单晶体加工制造单位质量成本低于元。

项目技术产业化成熟性分析技术适用性成熟性分析技术由中试过渡到产业化过程是单台炉扩大到多台炉的过程，无技术难题和工艺障碍。

泡生法已由国外多家公司验证，并正在实施产业化，本技术在其基础上的改进，具有较好的成熟性到适用性，目前公司已利用冷心放肩微量提拉法开始生产直径为的蓝宝石晶体，成品率可达利用超声振动结合磨削工艺生产蓝宝石晶棒，蓝宝石材料利用率可超过，产品已销往台湾和国内多家企业。

产品的生产制造过程分析产品制造成本相对较低成本优势原材料来源充足，价格稳定工艺稳定且全部由计算机自动控制，产品质量稳定性好管理工作到位后，成本可大幅度降低曾经承担过的国家高技术产业化示范工程项目情况公司承担了年度国家高技术产业化示范工程项目，英寸半导体衬底晶圆及其关键设备的产业化，并于年月份通过国家发改委的产业化验收，项目验收结论如下年月日，受国家发展改革委的委托，国防科工委科技与质量司在北京主持召开了国家发展改革委软件等信息产业关键技术产业化专项用英寸衬底晶圆及其专用设备的产业化项目验收会。

验收委员会听取了项目建设单位关于产业化项目建设的工作总结报告技术总结报告，审查了项目资金使用审计报告项目产品的质量检测报告项目建设环境影响消防劳动安全卫生及职业病防护档案管理等各分项验收报告，依据国家发展改革委的批复内容，经讨论形成验收意见如下该项目突破了蓝宝石晶体生长技术高效率加工技术专用设备的产业化制造技术等难题，实现了用英寸衬底晶圆及其专用设备的产业化，起到了示范工程作用项目承担单位在规定时间内，完成了批复文件规定的产业化建设内容，实现了年产吨蓝宝石单晶及台专用生长设备的生产能力，产品质量稳定，现已销售至多个国家和地区，取得了良好的经济社会效益，为相关行业的发展奠定了基础国家发改委批复总投资额为万元。

根据黑龙江华盛会计师事务所提供的专项审计报告黑华盛专审字第号，项目建设完成总投资万元。

资金筹措方面项目使用国家支持资金万元哈尔滨市地方配套资金万元，企业自筹资金万元，资金使用符合国家相关管理规定要求根据项目建设属地各级管理部门出具的分项验收文件，项目在建设过程中满足了环镜保护消防劳动安全卫生及职业病防护档案管理等要求项目建设管理规范。

综上，验收委员会认为该项目全面完成了批复的建设内容，经费使用合理，验收材料齐备，同意通过验收。

建议完善产品系列，扩大产业规模项目产业关联度分析本项目的产业化，对相关行业的技术进步将会带来积极的意义，具体体现在该项目的推广应用，可为我国新兴的航空航天业提供关键的器件保障。

很久以来，国内大尺寸多波段通透蓝宝石窗口器件直依赖进口，在订货周期保密限制尺寸能力等多方面境外对我国进行封锁，严重影响了国内航空制造航天业的发展，已经成为制约该领域发展的瓶颈，本项目的推广实施，可大大改善国内大尺寸多波段通透蓝宝石窗口的供货保障能力，摆脱国际封锁，完善自主能力，实现快速发展。

本项目实施，还可为产业提供必要的基础性战略性衬底材料支持我国目前产品的加工制造能力仅占全球总额的左右，这其中包含台湾地区的占全球近的制造能力。

目前高亮度低成本是该产业发展的主流要求。

本项目技术的推广应用，可以为困境中的国内业提供强有力技术支持，为降低生产制造成本提高产品质量，完善产业链条，改善行业的产销局面，将起到重要的推动作用。

该技术的推广应用，可为国内相关光学加工企业制造厂摆脱困境，盘活激活现有存量资产，成为新的国民经济增长点，提供技术依托和市场保证。

国内有多家光学加工生产型企业，目前的生产状况和市场要求之间差距较大，关键是光学产品质量稳定性差成本高可制造窗口直径小等问题，直接限制了其发展和与市场接轨，许多企业的生存问题显得十分突出，本项目的推广应用，可在技术本质上解决上述问题。

该技术的推广应用，可带动微电子军工航空航天能源通讯等系列行业的技术进步，缩短与国际先进水平的差距，确立我国在相关行业的技术领先地位。

该技术的推广应用，可降低材料加工制造成本，减少能源消耗，改善行业产业结构状态该技术的推广应用，可减少材料消耗降低环境污染，实现可持续发展。

各项建设条件落实情况基本条件落实情况项目建设地点哈尔滨市经济开发区海滨路号，哈尔滨光电技术有限公司厂区院内。

项目建设是在企业现有的标准厂房内进行，公司现有新建成厂房平方米，完全满足本项目的需要。

公司项目建设的土地规划已通过当地政府的审批，土建施工完成后获得了厂房的房产证书。

公司厂区正门距哈同高速公路出口仅米，交通便利。

项目建设需电力双回路供电，已具备其余需增容目前已同宾县电业局签订了供用电增容合同，电力供应保障可靠。

厂区内自来水管网及园区管网能够满足供水需求。

本项目仅需要在原供水站和现有厂房基础上，增加供水设备及相应的管网，条件具备。

厂内现有的排水设施满足本项目要求。

开发区为入区企业提供了通讯交通基础设施给排水等诸多项便利条件。

项目其他建设条件具备。

环境保护本项目生产过程中无三废，生活污水及垃圾可利用现有排污设施排放。

蓝宝石晶体原材料为氧化铝碎晶，采购自大连南京等地，其包装为纸箱及编织袋，生产过程中原材料利用率大于，剩余原材料可继续使用。

单晶产品生产完成后，即成为蓝宝石坯料，该产品可直接分类出售，不合格品直接作为生产原材料再次加工。

生产过程中，高温区材料主要为钨钼金属材料使用段时间损坏后，可直接从炉内取出，作为原材料出售给炼钢厂。

废弃包装物等同于生活垃圾，数量较少。

由于整个工艺过程是在高真空环境下生产，对环境影响程度极低。

本项目在生产过程中无三废，对周围环境无不良影响见建设项目环境影响评价表附件。

资源综合利用生产过程中的冷却