真空鍍膜是表面處理技術的一項分支,是指為了減少雜質的干擾,在高度真空環境下,通過物理或化學手段,將金屬、非金屬或化合物材料(膜材)轉換成氣態或等離子態,并沉積于玻璃、金屬、陶瓷、塑料或有機材料等固體材質(簡稱基材、基板或基片)表面形成薄膜的過程。
1、行業技術水平及特點
真空鍍膜是表面處理技術的一項分支,是指為了減少雜質的干擾,在高度真空環境下,通過物理或化學手段,將金屬、非金屬或化合物材料(膜材)轉換成氣態或等離子態,并沉積于玻璃、金屬、陶瓷、塑料或有機材料等固體材質(簡稱基材、基板或基片)表面形成薄膜的過程。利用真空鍍膜技術鍍制薄膜后,可使材料表面獲得新的復合性能并實現新型的工程應用,賦予材料表面新的機械功能、裝飾功能和聲、電、光、磁及其轉換等特殊功能(例如防輻射、增減透光、導電或絕緣、導磁、抗氧化、耐磨損耐高溫耐腐蝕等),從而改善產品原有性能、提高產品質量、延長產品壽命等。和傳統鍍膜方法(如電鍍、化學鍍膜)相比,真空鍍膜使用的鍍膜材料種類更豐富、膜層厚度更易控制、附著力更強、適用范圍更廣,在操作過程中更加節能、安全、環保。
真空鍍膜技術與傳統的電鍍、熱浸鍍技術相比較,主要有三大優勢:一是不影響被鍍材料的質量,在加熱鍍膜材料時,不需要過高溫度,因此不會出現被鍍材料在幾何尺寸上發生變形或降低材質性能等現象;二是可以較大范圍內自由選擇鍍膜材料,更容易在組成和構造上對膜材進行控制;三是鍍膜過程與電鍍、熱浸鍍技術相比,對周圍環境影響更小。發行人產品主要為PVD真空鍍膜設備,涵蓋了真空蒸發鍍膜、真空磁控濺射鍍膜和真空離子鍍膜三種主流技術,可實現上述一種或多種技術組合,且長期致力于柔性卷繞鍍膜設備和連續鍍膜生產線的研發和銷售,用以滿足客戶定制化的鍍膜需求。三類真空鍍膜技術介紹及圖示如下:
圖表:三類真空鍍膜技術對比
2、行業技術壁壘
真空鍍膜設備行業的技術壁壘主要體現在產品應用的技術壁壘,具體說明如下:
(1)傳統行業進入壁壘
下游傳統行業主要包括五金、衛浴、鐘表、塑膠、陶瓷、工具及硬質涂層等行業真空鍍膜。
裝飾鍍膜的目的主要是為了改善工件的外觀裝飾性能和色澤,同時使工件更耐磨耐腐蝕延長其使用壽命,主要應用在五金行業的如門窗五金、鎖具、衛浴五金等領域。由于該類產品僅在外觀顏色和耐腐蝕方向有一定要求,所以其工藝單一、簡單、容易實現,行業進入壁壘較低。
工具鍍膜的目的主要是為了提高工件的表面硬度和耐磨性,降低表面的摩擦系數,提高工件的使用壽命,主要應用在各種刀剪、模具、車削刀具(如車刀、刨刀、銑刀、鉆頭等等)等產品中,這些工具的使用工況決定了所鍍薄膜必須具有與產品基體材料較強甚至相同的結合力、高硬度、耐磨、耐高溫和較低摩擦系數的要求。為了達到此要求,在鍍膜工藝中一般要經過離子清洗-氮化-離子刻蝕-梯度鍍膜-保溫等過程,并且對鍍膜設備也要求具有較高加熱能力、具有偏壓、離子源等特定部件,所以其工藝相對復雜,制備工藝參數多,要求高,對鍍膜設備性能要求高,行業進入壁壘較高。
(2)消費電子行業進入壁壘
①技術壁壘
消費電子產業具有市場規模龐大,創新點多,技術涵蓋面廣等特點。真空鍍膜技術在消費電子行業應用廣泛,如手機中框、手機外殼、顯示面板、ITO玻璃的鍍膜等,從產品外觀件到功能模組的加工等均有所應用。因此真空鍍膜涉及到鍍膜技術、膜層材料種類繁多復雜。真空鍍膜設備廠商進入該領域需要有一定的技術開發能力和技術儲備,存在技術進入壁壘。
②客戶壁壘
該領域主要參與企業通常為該行業龍頭企業,如Apple、富士康、比亞迪等,其通常具有較高的供應商檢驗認證標準。以發行人客戶之一蘋果公司為例,蘋果公司作為全球著名的消費電子行業領先品牌,建立了嚴格的供應商認證體系,對供應商資質認證時間較長,認證標準嚴格,要求供應商具備較強的技術能力、質量控制能力、服務能力等。
③經驗壁壘
目前發展有一定規模的消費電子行業真空鍍膜設備廠商,通常具有豐富的工藝開發經驗和設備設計經驗。這些經驗是經過長期的生產實踐、與客戶不斷的交流反饋、對下游行業的深刻理解中總結而來,后進入者很難獲取一手的生產經驗,難以迅速占領市場并實現規模經濟效應。
(3)集成電路、高端光學
真空鍍膜設備進入集成電路、高端光學產業相較消費電子行業,具有更高的技術壁壘,具體體現如下:
集成電路中晶體管路中的保護層(SiO2、Si3N4)、電極管線(多晶硅、鋁、銅及其合金)等多采用真空蒸發鍍膜技術和磁控濺射技術。由于集成電路精度高(納米級別),對沉積薄膜材料純度要求高,并且涉及到多種導體、半導體材料,所以技術難度大,門檻高,需多種不同鍍膜工藝技術搭配,工藝復雜且集成度高,制備環境要求高,因此真空鍍膜設備供應商進入集成電路行業通常具有較高的技術壁壘。
高端光學儀器中的鏡頭表面處理依賴于真空鍍膜技術,通常對鍍膜技術有更高的技術要求:光學鏡頭上面的反射膜、增透膜、吸收膜、截止膜能對光的特定波長起反射、透過、吸收、過濾等作用,在精密光學鏡頭、精密光學儀器方向應用較多。光學鍍膜對鍍膜設備精密度要求更高,對設備的研發人員有一定的光學基礎知識的要求,作為一種精密學科,其進入技術門檻高,技術難度大,行業進入壁壘較高。
綜上,真空鍍膜設備制造行業除個別傳統應用領域外,其他下游應用領域如消費電子行業、集成電路、高端光學等均具有較高進入門檻,同時由于真空鍍膜工藝下游應用廣泛,且不同生產環節及應用領域適用的真空鍍膜設備及其工藝的技術路線、生產工藝、研發方向、膜層特性、下游客戶等均具有一定差異。
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