Kim loại có độ tinh khiết cực cao: Tại sao hiện nay lại có 5N-7N Ti, Ni, Cu

Nhu cầu toàn cầu về kim loại có độ tinh khiết cực cao không còn là mối quan tâm mua sắm thích hợp nữa - giờ đây nó là rủi ro chuỗi cung ứng hàng đầu đối với các nhà máy bán dẫn, nguyên tố hàng không vũ trụ và nhà sản xuất pin. Những người mua đánh giá một nhà sản xuất kim loại có độ tinh khiết cực cao ngày nay đang xem xét các bảng giá trước đây và thay vào đó đặt ra ba câu hỏi: liệu cấp độ tinh khiết 5N, 6N hoặc 7N có thể được xác minh theo từng đợt hay không, liệu vật liệu có thể được giao ở dạng chính xác mà quy trình yêu cầu không (phôi, mục tiêu, bột hoặc viên bay hơi) và liệu nhà cung cấp có thể duy trì chất lượng đó một cách nhất quán ở quy mô hay không. Titan, niken, tantalum, niobium, đồng, coban và molypden là trung tâm của sự thay đổi này và các nhà cung cấp có thể chứng minh độ tinh khiết có thể truy nguyên đang trở thành lựa chọn mặc định để tìm nguồn cung ứng kim loại cấp bán dẫn.

Tại sao cấp độ tinh khiết 5N, 6N và 7N lại định hình lại các quyết định mua sắm

Cấp độ tinh khiết được biểu thị bằng số chín trong hàm lượng kim loại - 5N bằng 99,999 phần trăm nguyên chất, 6N bằng 99,9999 phần trăm và 7N bằng 99,99999 phần trăm. Khoảng cách giữa các lớp trông có vẻ nhỏ trên giấy tờ nhưng lại không tuyến tính trong thực tế. Việc chuyển từ 5N xuống 6N thường có nghĩa là cắt giảm tổng hàm lượng tạp chất xuống 10 và vật liệu có độ tinh khiết cao cấp 7N chỉ được sản xuất bởi một số ít nhà sản xuất trên toàn thế giới do cần có khả năng nấu chảy chùm tia điện tử và khả năng tinh chế muối nóng chảy.

Lớp tinh khiết	Mức độ tinh khiết	Tổng tạp chất điển hình	Các hình thức chung	Trường hợp sử dụng điển hình
5N	99,999%	~10 trang/phút	Miếng bọt biển, phôi, que, bột	Hợp kim công nghiệp và hàng không vũ trụ nói chung
6N	99,9999%	~1 trang/phút	Mục tiêu phún xạ, vật liệu bay hơi	Chế tạo chip logic và bộ nhớ tiên tiến
7N	99,99999%	~0,1 trang/phút	Mục tiêu siêu mịn, tấm chính xác	Các nút bán dẫn hàng đầu, nghiên cứu

Ninh Ba Chuangrun (CRNMC) là một trong bốn công ty duy nhất trên toàn thế giới có khả năng sản xuất titan có độ tinh khiết cực cao ở quy mô công nghiệp, sử dụng quy trình tinh chế điện phân muối nóng chảy nội bộ kết hợp với nấu chảy chùm tia điện tử chân không.

Chế tạo chất bán dẫn là yếu tố thúc đẩy nhu cầu lớn nhất

Mỗi nhà máy sản xuất tấm bán dẫn mới xuất hiện trực tuyến đều bổ sung lực kéo trực tiếp lên các vật liệu có độ tinh khiết cao - đặc biệt là các mục tiêu phún xạ và vật liệu bay hơi được sử dụng để lắng đọng các lớp dẫn điện và rào cản mỏng trên tấm bán dẫn. Khi các nhà máy hướng tới các nút nhỏ hơn, dung sai ô nhiễm sẽ được thắt chặt và cấp 6N hoặc 7N trở thành yêu cầu về tiêu chuẩn hơn là một lựa chọn cao cấp.

Mức tăng trưởng được lập chỉ mục về mức tiêu thụ kim loại có độ tinh khiết cao cấp bán dẫn, 2021 = 100, dựa trên thông tin công bố tổng hợp về việc mở rộng công suất của nhà máy.

4 các nhà sản xuất trên toàn cầu sản xuất titan có độ tinh khiết cực cao ở quy mô công nghiệp

7 Các họ kim loại có nguồn cung cấp có độ tinh khiết cao: Ti, Ni, Nb, Cu, Co, Ta, Mo

101 bằng sáng chế được nộp về công nghệ chế biến và tinh chế có độ tinh khiết cực cao

Việc tổ chức lại chuỗi cung ứng đang thúc đẩy người mua hướng tới các nhà cung cấp đủ tiêu chuẩn

Việc kiểm soát xuất khẩu các kim loại quan trọng và chiến lược đã khiến việc tìm nguồn cung ứng cho một quốc gia, một nhà cung cấp duy nhất trở thành rủi ro rõ ràng đối với các nhóm thu mua. Người mua đang phản hồi bằng cách xác định tiêu chuẩn của nhà cung cấp kim loại bán dẫn cấp hai hoặc cấp ba sớm hơn trong chu kỳ thiết kế, thay vì chờ đợi sự thiếu hụt để buộc phải đưa ra quyết định. Khoảng cách về độ tinh khiết giữa các loại dưới đây cho thấy tại sao việc thay thế loại thấp hơn hiếm khi là một sự hoán đổi đơn giản.

10 trang/phút

1 trang/phút

0,1 trang/phút

Tổng hàm lượng tạp chất tương đối theo cấp độ tinh khiết. Chiều rộng thanh mang tính minh họa, không theo tỷ lệ tuyến tính.

Sản phẩm kim loại có độ tinh khiết cực cao nổi bật

Mặt cắt ngang của sản phẩm được người mua yêu cầu thường xuyên nhất, từ mục tiêu phún xạ bán dẫn đến vật liệu siêu hợp kim cấp hàng không vũ trụ.

Mục tiêu titan mục tiêu phún xạ

Mục tiêu đồng lớp phủ phún xạ

Khối niken Lớp bán dẫn

Thỏi tantalum Hợp kim nhiệt độ cao

Hợp kim TC4 ELI Chất liệu siêu hợp kim

Từ vật liệu bay hơi đến mục tiêu phún xạ: Phù hợp với mẫu sản phẩm phù hợp

Cấp độ tinh khiết chỉ trả lời một nửa câu hỏi tìm nguồn cung ứng. Dạng vật lý của vật liệu phải phù hợp với quá trình lắng đọng hoặc chế tạo, và đây là lúc nhà cung cấp Ti có độ tinh khiết cao với phương pháp nấu chảy, đúc và gia công chính xác nội bộ có lợi thế thực sự so với một công ty thương mại bán lại hàng tồn kho của bên thứ ba.

Mẫu sản phẩm	Xử lý nó phục vụ	Kim loại đại diện
Mục tiêu phún xạ	Sự lắng đọng hơi vật lý trên tấm bán dẫn và màn hình	Titan, đồng
Vật liệu bay hơi	Lớp phủ bay hơi nhiệt chân không và chùm tia điện tử	Titan, niken
bột	In 3D, MIM, luyện kim bột	Titan, molypden
Phôi và tấm	Các bộ phận kết cấu và gia công chính xác	Đồng, niken, niobi

Vật liệu siêu hợp kim cho các ứng dụng hàng không vũ trụ và nhiệt độ cao

Bên ngoài nhà máy, hợp kim titan và tantalum có độ tinh khiết cao vẫn rất quan trọng đối với các bộ phận động cơ, cánh tuabin và các bộ phận kết cấu khung máy bay vốn phải giữ được độ bền và khả năng chống ăn mòn dưới nhiệt độ duy trì. TC4 ELI và các hợp kim titan có độ xen kẽ thấp tương tự được chỉ định chính xác vì hàm lượng oxy và nitơ dạng vết, chứ không chỉ thành phần khối, quyết định tuổi thọ mỏi.

Tantalum duy trì độ bền ở nhiệt độ trên 2.000 độ C và chống lại hầu hết các môi trường ăn mòn, khiến nó trở thành tiêu chuẩn trong các bộ phận của tuabin và buồng đốt.

Titan có độ tinh khiết cao mang lại tỷ lệ cường độ trên trọng lượng mà hợp kim nhôm và thép kết cấu không thể sánh được, với khả năng chống ăn mòn tuyệt vời.

Điểm nóng chảy cao và độ dẫn nhiệt của Molypden khiến nó phù hợp làm lớp lót lò, bộ phận làm nóng và các bộ phận kết cấu hàng không vũ trụ.

Những điều cần kiểm tra trước khi chọn nhà cung cấp kim loại cấp bán dẫn

Tính nhất quán về độ tinh khiết và khả năng truy xuất nguồn gốc COA - 34%
Tùy chỉnh và thời gian thực hiện - 26%
Chứng chỉ: ISO, IATF, REACH - 22%
Tuân thủ xuất khẩu và hậu cần - 18%

Yêu cầu giấy chứng nhận phân tích cho mỗi lô chứ không chỉ lô hàng mẫu đầu tiên.
Xác nhận xem độ tinh khiết được xác minh nội bộ hay thông qua thử nghiệm độc lập của bên thứ ba.
Kiểm tra xem nhà sản xuất có tự nấu chảy và tinh chế kim loại hay bán lại bán thành phẩm.
Xem lại các giới hạn tùy chỉnh về kích thước, trọng lượng và bao bì cho quy trình cụ thể của bạn.
Làm rõ tài liệu xuất khẩu và cấp phép vật liệu được kiểm soát trước khi đặt hàng.

Chiến lược tìm nguồn cung ứng cho chu kỳ mua hàng tiếp theo

Đạt chuẩn sớm. Đưa nguồn nguyên liệu có độ tinh khiết cao thứ hai vào quy trình phê duyệt trước khi tình trạng thiếu hụt buộc phải đưa ra quyết định.

Ghép lớp với nút. Không chỉ định quá mức 7N khi 5N hoặc 6N đáp ứng cửa sổ quy trình; không xác định rõ nơi nó không.

Xác minh độ sâu sản xuất. Ưu tiên các nhà cung cấp có khả năng nấu chảy, tinh chế và gia công nội bộ hơn là các đại lý cung cấp nguyên liệu của bên thứ ba.

Những người mua coi cấp độ tinh khiết, dạng sản phẩm và khả năng truy xuất nguồn gốc của nhà cung cấp là một quyết định được kết nối - thay vì ba chi tiết đơn hàng riêng biệt - là những quyết định được định vị tốt nhất khi nhu cầu bán dẫn và hàng không vũ trụ đối với kim loại có độ tinh khiết cực cao tiếp tục tăng.