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在中国日益发展壮大的FPD产业，真正能够国外企业卡“脖子”的领域在材料和设备领域，我们就此梳理一下，看哪些核心技术被国外企业卡“脖子”，并分析下这些核心技术是否能够攻关？阻碍我们攻下这些核心技术的共性因素是什么呢？
01、光刻机
制造芯片的光刻机，其精度决定了芯片性能的上限。在“十二五”科技成就展览上，中国生产的最好的光刻机，加工精度是90纳米。这相当于2004年上市的奔腾四CPU的水准。而国外已经做到了十几纳米。
光刻机里有两个同步运动的工件台，一个载底片，一个载胶片。两者需始终同步，误差在2纳米以下。两个工作台由静到动，加速度跟导弹发射差不多。在工作时，相当于两架大飞机从起飞到降落，始终齐头并进一架飞机上伸出一把刀，在另一架飞机的米粒上刻字，不能刻坏了。
光刻机精度，决定了芯片的上限。高精度光刻机产自ASML、尼康和佳能三家；顶级光刻机由ASML垄断。
光刻机跟照相机差不多，它的底片，是涂满光敏胶的硅片。电路图案经光刻机，缩微投射到底片，蚀刻掉一部分胶，露出硅面做化学处理。制造芯片，要重复几十遍这个过程。
位于光刻机中心的镜头，由20多块锅底大的镜片串联组成。镜片得高纯度透光材料+高质量抛光。SMEE光刻机使用的镜片，得数万美元一块。
ASML的镜片是蔡司技术打底。镜片材质做到均匀，需几十年到上百年技术积淀。
“同样一个镜片，不同工人去磨，光洁度相差十倍。”SMEE总经理贺荣明说，他在德国看到，抛光镜片的工人，祖孙三代在同一家公司的同一个职位。
另外，光刻机需要体积小，但功率高而稳定的光源。ASML的顶尖光刻机，使用波长短的极紫外光，光学系统极复杂。
有顶级的镜头和光源，没极致的机械精度，也是白搭。光刻机里有两个同步运动的工件台，一个载底片，一个载胶片。两者需始终同步，误差在2纳米以下。两个工作台由静到动，加速度跟导弹发射差不多。而且，温湿度和空气压力变化会影响对焦。机器内部温度的变化要控制在千分之五度，得有合适的冷却方法，精准的测温传感器。
2002年上海微电子装备公司（SMEE）成立，是中国政府为了填补光刻机空白而立项。它生产的中国最好的光刻机加工精度是90纳米，国外已经做到了十几纳米，这就是差距。
但SMEE最好的光刻机，包含13个分系统，3万个机械件，200多个传感器，如何将系统的误差分配到子系统，设计有高下之分。但顶级光刻机也需要细节上的技术洁癖。一根光纤，一行软件编码，一个小动作，如果不兢兢业业做好，整个系统就不优秀。
发展光刻机需要高素质的人群。所以我们需要用五十年一百年的长远眼光去做事情培养人才，而不是期望几个月解决问题。
如今SMEE每年增加数百项专利，活得很好，以中低端市场支持高端研发。而国际巨头仍在前进，发展浸没式光刻机（光在水中波长更短）、磁悬浮驱动（减少工作面震动）、反射镜代替透镜技术、真空腔体的极紫外光学系统……
02、真空蒸镀机
OLED面板制程的“心脏”。日本Canon Tokki独占高端市场，掌握着该产业的咽喉。业界对它的年产量预测通常在几台到十几台之间。有钱也买不到，说的就是它。 Canon Tokki能把有机发光材料蒸镀到基板上的误差控制在5微米内（1微米相当于头发直径的1％），没有其他公司的蒸镀机能达到这个精准度。目前我国还没有生产蒸镀机的企业，在这个领域我们没什么发言权。
据说京东方6代柔性OLED生产线能够提前量产的重要前提就是，拿到了Canon Tokki的真空蒸镀机。三星之所以能垄断中小尺寸OLED的生产和供货，也是因为有了Canon Tokki的助攻。
蒸镀设备厂商不止一家，Canon Tokki为什么一机难求？因为它量产稳定与技术成熟的优势无人可比。
潜心于一个领域20余年，让Canon Tokki拥有不少专利，比如，它很早就将机器视觉应用在设备上。生产环节中，对准玻璃基板和用作像素模板的细金属网难度很大，利用摄像头追踪，Canon Tokki可将误差范围缩小到人体红细胞大小。
具体到真空蒸镀机这种卡住产业咽喉的核心装备，能不能追，怎么追，从上到下都很迷茫。我国目前的OLED产业布局和推进方式可以让我们短期内形成产业规模，却无法实现高端设备的自主研发、装备能力。这个问题不解决，别说真空蒸镀机，其他OLED装备的突破也将是空谈。
真空蒸镀机等核心设备的缺失，反映出我国基础研究、精密加工、自动化控制等多领域的短板。
03、ITO靶材
ITO靶材不仅用于制作液晶显示器、平板显示器、等离子显示器、触摸屏、电子纸、有机发光二极管，还用于太阳能电池和抗静电镀膜、EMI屏蔽的透明传导镀膜等，在全球拥有广泛的市场。ITO膜的厚度因功能需求而有不同，一般在30纳米至200纳米。在尺寸的问题上，国内ITO靶材企业一直鲜有突破，而后端的平板显示制造企业也要仰人鼻息。烧结大尺寸ITO靶材，需要有大型的烧结炉。国外可以做宽1200毫米、长近3000毫米的单块靶材，国内只能制造不超过800毫米宽的。产出效率方面，日式装备月产量可达30吨至50吨，我们年产量只有30吨——而进口一台设备价格要花一千万元，这对国内小企业来说无异于天价。
作为有色金属氧化物，简称为ITO的氧化铟锡在平板上具有很好的导电性和透明性，它还可切断对人体有害的电子辐射、紫外线及远红外线，是平板显示器制造的重要原料。在薄膜状时，它是略显茶色的透明物质；在块状时，呈黄偏灰色。
ITO靶材核心技术长期把持在日本三井、东曹、日立、住友、VMC和韩国三星、康宁等大企业手里。
对国内的企业来说，技术和工艺是个难迈的坎。由于ITO靶材是由高温烧结而成，烧结技术工艺决定了产品质量，功夫不到家的话，最常出现批次质量不稳定的问题。溅射到屏上，有的ITO膜表面出现“麻点”；有的在蚀刻时容易出现直线放射型的缺划或电阻偏高带；还有的会出现微晶沟缝。
每年我国ITO靶材消耗量超过1千吨，一半左右靠进口，用于生产高端产品。受有色金属期货价格波动和技术封锁等因素叠加作用，长期以来价格高企，成品价格最高达每公斤6千至8千元，占据企业不小的成本。
“全国有20余家靶材生产制造商，但能做超过32英寸靶材的，我们还是‘零’！” 在这个行当搞了20多年研发的郑州大学教授、河南省资源与材料工业技术研究院原总工程师孙本双表示。
在中国，半导体重要原料铟、锡的采选、冶炼水平已处于世界顶尖水平，产量和品级也堪称世界一流。全球近80%的高品质铟、锡来自中国，日企长期购买中国铟锭。但我们缺乏下游功能性产品和足够长的产业链，只能赚取原材料的初级利润，比如高品质、大尺寸的ITO靶材，就是粉末冶金和半导体行业的痛。国内的大尺寸靶材都只在实验室阶段，技术是一个难点，难以实现量产则是关键。
04、光刻胶
我国虽然已成为世界半导体生产大国，但面板产业整体产业链仍较为落后。目前，LCD用光刻胶几乎全部依赖进口，核心技术至今被TOK、JSR、住友化学、信越化学等日本企业所垄断。就拿在国际上具有一定竞争实力的京东方来说，目前已建立17个面板显示生产基地，其中有16个已经投产。但京东方用于高端面板的光刻胶，仍然由国外企业提供。光刻胶主要成分有高分子树脂、色浆、单体、感光引发剂、溶剂以及添加剂，开发所涉及的技术难题众多，需从低聚物结构设计和筛选、合成工艺的确定和优化、活性单体的筛选和控制、色浆细度控制和稳定、产品配方设计和优化、产品生产工艺优化和稳定、最终使用条件匹配和宽容度调整等方面进行调整。因此，要自主研发生产，技术难度非常之高。
光刻胶的研发，关键在于其成分复杂、工艺技术难以掌握。光刻胶主要成分有高分子树脂、色浆、单体、感光引发剂、溶剂以及添加剂，开发所涉及的技术难题众多，需从低聚物结构设计和筛选、合成工艺的确定和优化、活性单体的筛选和控制、色浆细度控制和稳定、产品配方设计和优化、产品生产工艺优化和稳定、最终使用条件匹配和宽容度调整等方面进行调整。因此，要自主研发生产，技术难度非常之高。
在光刻胶研发上，我国起步晚，2000年后才开始重视。近几年，虽说有了快速发展，但整体还处于起步阶段。事实上，工艺技术水平与国外企业有着很大的差距，尤其是尖端材料及设备都仍依赖进口。
造成与国际先进水平差距的原因很多。过去由于我国在开始规划发展集成电路产业上，布局不合理、不完整，特别是重生产加工环节的投资，而忽视了最重要的基础材料、装备与应用研究。目前，整个产业是中间加工环节强，前后两端弱，核心技术至今被TOK、JSR、住友化学、信越化学等日本企业所垄断。
事实上，我国是在缺乏经验、缺乏专业技术人才，缺失关键上游原材料的条件下，全靠自己摸索。近年来，尽管光刻胶研发有了一定突破，但国产光刻胶还是用不起来。目前，国外阻抗已达到15次方以上，而国内企业只能做到10次方，满足不了客户工艺要求和产品升级的要求，有的工艺虽达标了，但批次稳定性不好。
10次方的光刻胶经过多次烘烤，由于达不到客户需求的防静电作用，不能应用到最新一代窄边框、全面屏等高端面板上。而国外做到15次方就有了很好的防静电作用。这还是我们的光刻胶材料、配方、生产工艺方面存在问题。关键指标达不到要求，国内企业始终受制于人。就拿在国际上具有一定竞争实力的京东方来说，目前已建立17个面板显示生产基地，其中，有16个已经投产。但京东方用于高端面板的光刻胶，仍然由国外企业提供。
能让显示屏幕绚丽多彩的光刻胶，仍是中国半导体产业之“痛”。该如何打破欧美及日本等国家和地区的封锁与垄断？
业内人士认为，按照现在“单打独斗”的研发路径，肯定不行。政府相关部门要加大产业政策的配套支持力度，应从加快完善整个产业链出发，定向梳理国内缺失的、产业依赖度高的关键核心电子化学品，要针对电子化学品开发难度高，检测设备要求高的特点，组织汇聚一些优势企业和专家，形成一个产业联盟，国家建立一个生产应用示范平台，集中力量突破一些关键技术。
光刻胶要真正实现国产化，难度很大。最大问题是国内缺乏生产光刻胶所需的原材料，致使现开发的产品碳分散工艺不成熟、碳浆材料不配套。而作为生产光刻胶最重要的色浆，至今依赖日本。前道工艺出了问题，保证不了科研与生产，光刻胶国产化就遥遥无期。因此，必须通过科研单位、生产企业的协同创新，尽快取得突破。
05、微球
微球，直径是头发粗细的三十分之一。手机屏幕里，每平方毫米要用一百个微球，撑起了两块玻璃面板，相当于骨架，在两块玻璃面板的缝隙里，再灌进液晶。少了它，你正盯着的液晶屏幕将无法生产。 没有微球，芯片生产、食品安全检测、疾病诊断、生物制药、环境监测……许多行业都会陷入窘境。仅微电子领域，中国每年就要进口价值几百亿元人民币的微球。2017年中国大陆的液晶面板出货量达到全球的33%，产业规模约千亿美元，位居全球第一。但这面板中的关键材料——间隔物微球，以及导电金球，全世界只有日本一两家公司可以提供。这些材料也像芯片一样，给人卡住了脖子。
2017年中国大陆的液晶面板出货量达到全球的33%，产业规模约千亿美元，位居全球第一。但这面板中的关键材料——间隔物微球，以及导电金球，全世界只有日本一两家公司可以提供。这些材料也像芯片一样，给人卡住了脖子。
微球的材料是塑料或二氧化硅。制作微球，第一步，在反应液里，塑料或者硅烷变成液球，并且固化。
这种方法做出的微球有大有小，需要精密筛分。用一般的筛子是做不到的，因为微球每隔0.2微米是一个规格。2微米和2.2微米的两种球，要分开是极其困难的。世界上只有日本的公司可以筛分这种微球，周期长达6个月。筛分工艺是行业秘密，大概原理是利用大小球的浮力不同，下沉有快有慢，在液体中分离。
生产导电金球，还得多几道工序：表面处理后，镀上一层金或者镍。100纳米厚的这层金属，必须薄厚均匀；球和球互不粘连。普通镀金工艺是行不通的。由于技术门槛极高，导电金球生产被日本的积水公司垄断。
中国江必旺博士经过十多年研发，绕过“筛分法”，发明“种子法”，打破了日本的技术垄断，将让下游产业极大受益。种子法是让几纳米大的塑料或者二氧化硅充当种子，在适当的化学环境下慢慢长成微球。长出来的微球个头一样大，不需要筛分。生产周期只有6天。
在FPD产业中，光刻机、真空蒸镀机、光刻胶、ITO靶材、微球等这些都是国内领域的空白，也是国外企业卡住中国FPD产业“脖子”的核心领域，除了这些失去了话语权的领域，还有很多次领域没有被攻克，比如偏光片用的PVA、TAC等基材，到目前为止还没有研发出能够量产的材料，只能从日韩进口。
什么共性原因阻碍了攻克核心技术?
关于科技现状，《科技日报》总编辑刘亚东表示：“中国的科学技术与美国及其他西方发达国家相比有很大差距，只有认识到差距，才有可能弥补差距，中兴事件无论最终结果如何，都是一件大好事，好就好在它让更多的国人正视了中美科技实力的巨大差距!”
关于科技现状，当前中国科学院和高校现状：基础研究和国民经济急需课题较少，科研人员各自为战，忙于多发表论文，找关系，跑项目，年轻骨干为买不起房子、为个人前途而苦恼。今天的高校，教授不愿意到课堂讲课;所做的研究和中科院类似，但求数量而不讲质量。
为什么我们有那么多的核心技术亟待攻克?是否有一些共性原因阻碍了我们攻克这些核心技术?刘亚东的答案是三点：“第一，缺乏科学武装；第二，缺乏工匠精神；第三，缺乏持之以恒的情怀。”刘亚东的这三点你认同吗？你认为哪些共性原因阻碍了我们攻克这些核心技术？
