【文章內(nèi)容簡介】 最后凝固成一整個單晶晶碇。圖表 泡生法工藝流程資料來源：相關資料整理②單晶提拉法（Czochralski method），簡稱CZ法先將原料加熱至熔點后熔化形成熔湯，再利用一單晶晶種接觸到熔湯表面，在晶種與熔湯的固液界面上因溫度差而形成過冷。于是熔湯開始在晶種表面凝固并生長和晶種相同晶體結(jié)構的單晶。晶種同時以極緩慢的速度往上拉升，并伴隨以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，隨著晶種的向上拉升，熔湯逐漸凝固于晶種的液固界面上，進而形成一軸對稱的單晶晶錠。圖表 單晶提拉法工藝流程資料來源：相關資料整理③冷心放肩微量提拉法(Sapphire growth technique with micropulling and shoulder expanding at cooled center) ，簡稱SAPMAC。是在對泡生法和提拉法改進的基礎上發(fā)展而來用于生長大尺寸藍寶石晶體的方法，晶體生長系統(tǒng)主要包括控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱體、冷卻系統(tǒng)和熱蔽裝置等。圖表 冷心放肩微量提拉法工藝流程資料來源：相關資料整理該方法生長的單晶，外型通常為梨形，晶體直徑可以生長到比坩堝內(nèi)徑小l0~20mm的尺寸。籽晶被加工成長方形，利用籽晶夾固定在熱交換器底部。熱交換器可以完成籽晶的固定、晶體的轉(zhuǎn)動和提拉，以及熱交換器、晶體和熔體之間熱量的交換作用。加熱體、冷卻系統(tǒng)和熱屏蔽裝置協(xié)同作用，為晶體生長提供一個均勻、穩(wěn)定、可控的溫場。根據(jù)晶體生長所處的引晶、放肩、等徑和退火及冷卻階段的特點，通過調(diào)節(jié)熱交換器中工作流體的溫度、流量，加熱溫度（加熱體所能提供的坩堝外壁環(huán)境溫度）可以精確控制晶體和熔體內(nèi)溫度梯度、熱量傳輸、完成晶體生長。冷心放肩微量提拉法生長藍寶石晶體時，通?？蓪⒄麄€晶體生長過程分為四個控制階段，即引晶、放肩、等徑、退火及冷卻階段。引晶與放肩階段主要是利用調(diào)節(jié)熱交換器散熱能力，適當配合一定的降低加熱溫度（加熱系統(tǒng)所能提供的坩堝外壁溫度）的方式來實現(xiàn)對晶體的縮頸和放肩控制。此時晶體生長界面凸出率及溫度梯度較大，其有利于采用較大的放肩角，減小放肩距離，防止界面翻轉(zhuǎn)，同時能夠?qū)⒆丫?nèi)的位錯等原有缺陷快速從晶體中擴散到晶體表面，有效降低晶體內(nèi)的缺陷含量。較大的界面溫度梯度還能夠提高晶體生長驅(qū)動力，增加界面穩(wěn)定性。待晶體直徑長到所需尺寸（冷心放肩微量提拉法晶體直徑可以長到距坩堝內(nèi)壁1~3cm）后，晶體開始等徑生長，進入等徑階段。隨著晶體尺寸的長大，熱交換器的散熱對晶體生長效率迅速減小，故晶體進入等徑生長階段后，主要是通過降低加熱溫度（加熱系統(tǒng)所能提供的坩堝外壁溫度）來實現(xiàn)晶體生長。該方法主要特點：1）通過冷心放肩，保證了大尺寸晶體生長，整個結(jié)晶過程晶向遺傳特性良好，材料品質(zhì)優(yōu)良。2）通過高精度的能量控制配合微量提拉，使得在整個晶體生長過程中無明顯的熱擾動，缺陷萌生的幾率較其他方法明顯降低。3）由于只是微量提拉，減少了溫場擾動。使溫場更均勻，從而保證單晶生長的成功率。4）在整個晶體生長過程中，晶體不被提出坩堝，仍處于熱區(qū)?？梢跃_控制它的冷卻速度，減少熱應力。5）適合生長大尺寸晶體。6）選用水作為熱交換器內(nèi)的工作流體，晶體可以實現(xiàn)原位退火，較其他方法試驗周期短、成本低。泡生法是利用溫度控制來生長晶體，它與單晶提拉法最大的差異是只拉出晶頸，晶身部分是靠著溫度變化來生長，并在拉晶頸的同時，調(diào)整加熱電壓，使熔融的原料達到最合適的長晶溫度范圍，讓生長速度達到最理想化，因而長出質(zhì)量最理想的藍寶石單晶。而冷心放肩微量提拉法目前只有哈爾濱工大奧瑞德光電技術有限公司使用，擁有自己的發(fā)明專利（大尺寸藍寶石單晶的冷心放肩微量提拉制備法，專利號：），目前正在實施產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)品質(zhì)量不如國外主要公司，該方法還需進一步考察產(chǎn)業(yè)化的效果。圖表 藍寶石晶體生長的主流方法比較名稱泡生法單晶提拉法生長最大尺寸8英寸4英寸保持壓力Pa5E41E5位錯密度線無大量、嚴重平均位錯密度/平方厘米5001000晶體純度 %(Al2O3)生長條件在高真空下在Ar氣下晶體質(zhì)量好一般資料來源：相關資料整理從上面對兩種長晶方法的比較，泡生法更有優(yōu)勢，采用泡生法可以生長大尺寸藍寶石晶體。從工藝角度講，泡生法在晶體生長過程中，除了晶頸需拉升外，其余只需控制溫度的變化，就可使晶體成型，少了拉升及旋轉(zhuǎn)的干擾，比較好控制，因而可得到較佳的質(zhì)量。國外許多生長藍寶石的廠商，也是采用此方法以生長藍寶石單晶。本項目中藍寶石生長方法擬采用泡生法。（2）藍寶石晶棒生產(chǎn)流程藍寶石基片的原材料是晶棒，晶棒由藍寶石晶體加工而成，其相關制造流程如下：圖表 藍寶石襯底生產(chǎn)流程資料來源：相關資料整理藍寶石晶棒主要是對藍寶石晶體進行機械加工形成晶棒，在此過程中需要以下流程：長晶：利用長晶爐生長尺寸大且高品質(zhì)的單晶藍寶石晶體；定向：確保藍寶石晶體在掏棒機臺上的正確位置，便于掏棒加工；掏棒：以特定方式從藍寶石晶體中掏取出藍寶石晶棒；滾磨：用外圓磨床進行晶棒的外圓磨削，得到精確的外圓尺寸精度；品檢：確保晶棒品質(zhì)以及掏取后的晶棒尺寸與晶向符合客戶要求；（3）藍寶石基片制造工藝流程定向：在切片機上準確定位藍寶石晶棒的位置，以便精準切片加工；切片：將藍寶石晶棒切成薄薄的晶片；研磨：去除切片時造成的晶片切割損傷層及改善晶片的平坦度；倒角：將晶片邊緣修整成圓弧狀，改善薄片邊緣的機械強度，避免應力集中造成缺陷；拋光：改善晶片粗糙度，使其表面達到外延片磊晶級的精度；清洗：清除晶片表面的污染物（如：微塵顆粒，金屬，有機玷污物等）；品檢：以高精密檢測儀器檢驗晶片品質(zhì)（平坦度，粗糙度，半峰寬，表面微塵顆粒等），以合乎客戶要求。藍寶石的硬度非常高，在自然材料中其硬度（莫氏硬度9）僅次于金剛石，但是在LED器件的制作過程中卻需要對它進行減薄和切割（從400μm減到100μm左右），因而對減薄和切割工藝的設備要求很高。第三節(jié) 設備選型一、主要設備選型原則和理由接照保障工藝、勵行節(jié)約的原則進行設備選型。各種設備的最終選型，需廠方與各生產(chǎn)商進行廣泛的技術交流和商務談判，在技術性能優(yōu)越，滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的前提下，兼顧良好的售后服務，做到“貨比三家”，以最小的投資，取得最大的效益。二、設備選型表項目設備包括氧化鋁燒結(jié)爐、長晶爐、單晶定向儀、單面研磨機等等，除主要生產(chǎn)設備外，還配置輔助設備和節(jié)能環(huán)保設備等。項目設備選型明細如下表：圖表 項目設備明細序號設備名稱型號數(shù)量（臺/套）單價（萬元）合計（萬元）1氧化鋁燒結(jié)爐ZDXS816000原料可以購買燒結(jié)后壓制的塊料2長晶爐HF0068200135270003單晶定向儀YX2D6A50普通的510萬元5004鉆床JZXB7040A3013139305外圓磨床TY7JM1432/15004011646406數(shù)控立式銑床VMC10601810619087切片機E800SSQ4011746808退火爐RJ36590泡生法生長出的一般很少退火9雙面研磨機BCY2M610T5082410010裝夾機K201C124149211單面研磨機HD2M4S5L5057285012拋光機（軟拋）SD13004061244013倒角機BM151973138714酸清洗機GGD型1484117615全自動堿清洗機SGSR0416117187216單槽清洗機KX1036A1582123017雙槽清洗機28KHZ1200W1887156618三槽清洗機HKD3000JR1688140819純水設備m321075163251220表面掃描儀KVS7075C145171421晶相檢測儀SA3412126151222平坦度檢測儀GVD26812158189623節(jié)能設備/108484024環(huán)保設備/105757025其他//26合計　702　資料來源：項目資料整理第三章 項目投資環(huán)境及市場前景分析第一節(jié) 項目投資環(huán)境分析一、社會宏觀環(huán)境分析（1）國內(nèi)生產(chǎn)總值變化2010年，初步核算，全年國內(nèi)生產(chǎn)總值397983億元，%。其中，第一產(chǎn)業(yè)增加值40497億元，%；第二產(chǎn)業(yè)增加值186481億元，%；第三產(chǎn)業(yè)增加值171005億元，%。%，%，%。圖表 20062010年國內(nèi)生產(chǎn)總值及增長率資料來源：中國統(tǒng)計局（2）工業(yè)增長情況2010年全部工業(yè)增加值160030億元，%。%。在規(guī)模以上工業(yè)中，%；%，%，%；%。%，%。圖表 2010年規(guī)模以上工業(yè)增加值增長速度（月度同比）資料來源：中國統(tǒng)計局圖表 20062010年全部工業(yè)增加值及其增長速度資料來源：中國統(tǒng)計局（3）固定資產(chǎn)投資情況2010年全社會固定資產(chǎn)投資278140億元，%，扣除價格因素，%。其中，城鎮(zhèn)投資241415億元，%；農(nóng)村投資36725億元，%。東部地區(qū)投資115970億元，%；中部地區(qū)投資62894億元，%；西部地區(qū)投資61875億元，%；東北地區(qū)投資30726億元，%。圖表 2010年城鎮(zhèn)固定資產(chǎn)投資增長速度（累計同比）（%）資料來源：中國統(tǒng)計局圖表 20062010年全社會固定資產(chǎn)投資及其增長速度資料來源：中國統(tǒng)計局圖表 2010年分行業(yè)城鎮(zhèn)固定資產(chǎn)投資及其增長速度（單位：億元）行業(yè)投資額比上年增長%總計241415農(nóng)、林、牧、漁業(yè)3966采礦業(yè)9653其中：煤炭開采及洗選業(yè)3770石油和天然氣開采業(yè)2893制造業(yè)74528其中：農(nóng)副食品加工業(yè)3626食品制造業(yè)1944紡織業(yè)2230紡織服裝、鞋、帽制造業(yè)1412石油加工、煉焦及核燃料加工業(yè)2076化學原料及化學制品制造業(yè)6863非金屬礦物制品業(yè)7556黑色金屬冶煉及壓延加工業(yè)3465有色金屬冶煉及壓延加工業(yè)2924金屬制品業(yè)3622通用設備制造業(yè)5459專用設備制造業(yè)4154交通運輸設備制造業(yè)6554電氣機械及器材制造業(yè)4996通信設備、計算機及其他電子設備制造業(yè)3889電力、燃氣及水的生產(chǎn)和供應業(yè)14535其中：電力、熱力的生產(chǎn)與供應業(yè)11869建筑業(yè)2332交通運輸、倉儲和郵政業(yè)27820信息傳輸、計算機服務和軟件業(yè)2392批發(fā)和零售業(yè)5216住宿和餐飲業(yè)2971金融業(yè)476房地產(chǎn)業(yè)57557租賃和商務服務業(yè)2490科學研究、技術服務和地質(zhì)勘查業(yè)1288水利、環(huán)境和公共設施管理業(yè)22261居民服務和其他服務業(yè)758教育3717衛(wèi)生、社會保障和社會福利業(yè)1967文化、體育和娛樂業(yè)2596公共管理和社會組織4891資料來源：中國統(tǒng)計局在城鎮(zhèn)投資中，第一產(chǎn)業(yè)投資3966億元，%；第二產(chǎn)業(yè)投資101048億元，%；第三產(chǎn)業(yè)投資136401億元，%。圖表 2010年固定資產(chǎn)投資新增主要生產(chǎn)能力指標單位絕對數(shù)新增發(fā)電機組容量萬千瓦9118新增22萬伏及以上變電設備萬千伏安25816新建鐵路投產(chǎn)里程公里4986其中：高速鐵路公里1554增建鐵路復線投產(chǎn)里程公里3747電氣化鐵路投產(chǎn)里程公里5948新建公路公里104457其中：高速公路公里8258港口萬噸級碼頭泊位新增吞吐能力萬噸27202新增光纜線路長度萬公里166新增數(shù)字蜂窩移動電話交換機容量萬戶6433資料來源：中國統(tǒng)計局（4）消費增長情況2010年社會消費品零售總額156998億元，%，扣除價格因素，%。按經(jīng)營地統(tǒng)計，城鎮(zhèn)消費品零售額136123億元，%；鄉(xiāng)村消費品零售額20875億元，%。按消費形態(tài)統(tǒng)計，商品零售額139350億元，%；餐飲收入額17648億元，%。圖表 2010年社會消費品零售總額增長速度（月度同比）資料來源：中國統(tǒng)計局圖表 20062010年社會消費品零售總額及其增長速度資料來源：中國統(tǒng)計局在限額以上企業(yè)商品零售額中，%，%，%，%，%，%，%，%，%，%，%，%，%。（5）進出口總額根據(jù)工業(yè)和信息化部2011年前兩個月進出口數(shù)據(jù)，前兩個月，全國進出口總額4958億美元，%；其中，出口2475億美元，%；進口2484億美元，增長36%；。2月份出口增長明顯放緩出現(xiàn)逆差。2月份，全國進出口總額2008億美元，%；其中，出口967億美元，%；進口1040億美元，%。受春節(jié)假期影響，當月出口增長明顯放緩，出現(xiàn)73億美元貿(mào)易逆差。圖表 2010年1月2011年2月全國進出口總額趨勢資料來源：工業(yè)和信息化部（6）20112015年中國宏觀經(jīng)濟趨勢預測中國社會科學院正式發(fā)布的《2011年中國經(jīng)濟形勢分析與預測》藍皮書指出，2011年我國GDP有望“沖十”，影響宏觀經(jīng)濟運行的因素來自國內(nèi)增長、世界經(jīng)濟形式和宏