维达力，绿色工艺如何助力可持续发展

文｜钱丽娜

ID | BMR2004

苹果公司在2023秋季发布会中，推出了首款实现碳中和的产品——Watch Series 9。苹果公司设定了一个目标，到2030年实现旗下所有产品“碳中和”，这不仅包括Apple的整个供应链，甚至还包括用户设备在整个生命周期内的能源使用。这一目标无疑对全球科技产业产生了深远影响，产业链中的企业需要寻找全新的方法来实现这一目标。

目前，工业化表面处理主要采用的是电化学方法，不利于环保和节能，且处理工艺还需随合金成分而改变。以铝合金材料为例，在外观上，电化学处理后的铝合金表面光泽度低、质感差，难以应用于高端产品。因此，行业亟需高水准且绿色环保的涂层解决方案。

显然，新材料、新科技是众多电子产品实现“绿色设计”和可持续发展的重要保证。

PVD是物理气相沉积的简称，是一种在物质表面一层一层原子依次成膜的方法。作为一种先进的绿色真空镀膜技术，PVD已被广泛运用于半导体、光学、表面处理等多个领域。维达力科技股份有限公司（以下称“维达力”）深耕PVD相关技术已逾30年，其PVD技术最早缘起于中南集团（维达力源起于港资公司中南集团）旗下的钟表业务。中南钟表一直致力于寻求绿色环保的处理工艺来制作钟表用金属零部件。

1991年，在行业普遍还在使用水电镀镀镍时，中南钟表已开始应用半导体PVD镀膜工艺来处理金属零部件。1999年，NOKIA 功能手机塑料外壳升级为钛合金，PVD膜层借由更良好的使用体验，进入NOKIA 供应链，维达力的PVD镀膜业务进入十年大发展期。之后，维达力在2001年开启CWDM滤光片业务，2004年进入多个3C头部品牌供应链，藉此开启了第二个快速发展的十年。  

开发纯PVD涂层解决方案的困难，其本质是在形状较为复杂的、存在较多微观缺陷的三维表面上，使得沉积中的原子伏帖地形成一层连续、均匀、致密的高品质涂层，将功能表面与使用环境充分隔离开来。从微观上讲，PVD方法获得的涂层通常含有大量亚微米级的缺陷，这些缺陷少量来自基材，主要来自膜层生长过程。这一技术的成功，要求厂商必须将这些缺陷几乎消除殆尽。  

为此，维达力专门设计了全新成分的涂层，开发了不同于以往的新型PVD设备，并开发了专门的PVD膜层沉积工艺。这些创新聚集在一起，能够有效地控制沉积原子的运动及堆集，从而在铝合金基材表面形成数微米厚的均匀、致密、无微观物理缺陷的膜层。

在30多年的发展中，维达力始终以PVD真空镀膜技术为基础，通过PVD镀膜对材料进行再造（改变材料特性、硬度等），对材料进行装饰（颜色多样化），对材料进行更好地防护（隔离层、防划伤防污渍）。通过长期持续的投入，维达力构建了强大的PVD技术基础，积累了多个行业首创、行业引领案例。

维达力为铝合金表面处理而专门开发的纯PVD解决方案Aluminlux^®系列技术，即绿色设计理念的产物。该技术相对于传统铝合金表面处理用到的电镀、化学镀、热加工等工艺，具有成膜均匀、硬度高、材料适应范围广、环保无污染等优势。所以，从本质上来看，PVD镀膜技术本身是一种绿色制造技术（利用气相中发生的物理过程，改变工件表面成分）。

然而，回顾过往，铝合金的PVD表面处理问题，学术界和工业界长久以来都迫切希望得到解决，并为此付出了艰苦的努力。对维达力来说，在启动这一项目之前，学界和业界都一直无人展示技术上可行的纯PVD的解决方案，很多曾经的参与者在慢慢地失去信心。铝合金密度低、易于加工，已在3C、汽车、航空等行业得到广泛应用。

“如果尊重前期探索者的经验，那必须承认，纯PVD解决方案在启动之初，依然存在巨大技术不确定性。尽管如此，在深入地考虑了相关得失之后，维达力还是决然启动了开发，这充分体现了一种绿色制造的企业责任感，即做正确的事，做市场需要的事，哪怕为此承担一定的技术风险。”维达力CTO许仁说。  

但即使项目已经启动，在Aluminlux^®系列技术的开发过程中，不难想象，PVD方案遇到了一个接一个的技术难关。作为对比，维达力研究了若干非PVD方案。“坦率地说，PVD方案的技术困难更大，因为膜层更薄，PVD技术的绕镀能力也不好。这些局限性使得一段时间内PVD膜层的微观物理缺陷明显过多，不耐腐蚀。” 许仁说。

尽管如此，通过对膜层反复进行失效分析，更深刻地理解可行方案中原子运动的特殊需求，维达力重新设计了有关膜层的成分，并且自主设计开发了专用镀膜装备，不断优化工艺，最终获得成功。

在前期实验成功以后，维达力扩大了耐腐蚀层的适用范围，使之成为后续各种颜色层之前的标准打底层。此外，团队还在努力地对全流程进行优化，为量产争取更大的工艺空间，以降低未来产品在大规模制造过程中的能耗。  

Aluminlux^®系列薄膜的优势在于，盐雾耐腐蚀、高硬度、全色系的优点与其他技术相比，使得铝合金类3C产品的使用寿命有非常大的提升。此外，还可以把高光铝合金产品和超硬镀膜抗划伤包括色调效果，一揽子做出来给铝合金材料使用。

维达力通过对上述“成分—装备—工艺”三结合技术路径的长期潜心钻研精进，实现了在原子尺度上对PVD膜层生长过程的精密控制，成为工业界“原子舞蹈”的调控师。

传统的铝合金镀膜大多是电镀和水镀，要消耗大量的电和水，排放也多。维达力Aluminlux^®技术是直接在铝合金表面镀膜，成膜温度低、沉积速率快，可制备的膜层种类丰富，可大面积规模化生产，同时做到零排放。

这一技术的碳足迹与传统的维达力PVD工艺、设备和生产能力没有任何区别，仍然是表面处理低排放，也没有直接排放的碳足迹。其主要的碳足迹来源于使用电能中的非绿电部分，或者是其他火电。维达力为此出具了2050年碳中和的目标。

基于SBTi（科学碳目标倡议，Science Based Targets initiative的简称）的科学碳目标指南要求，维达力承诺到2050年实现全价值链（包含范围1、2、3）净零排放，到2031年自身运营碳排放（包含范围1、2）总量相较2021年减少42%。同时，维达力已向RE100（RE100是为应对全球变暖而建立的国际组织)公开承诺，将在2050年前达成100%使用可再生能源的目标，在2030年前达成50%使用可再生能源的阶段性目标，并且公开碳排年度数据以追踪目标进度。 

在运营端，维达力持续加强能源管理，打造数字化绿色生产基地，成为节能降碳的实践者；在技术端，公司持续探索前沿节能技术、设备，持续优化自动化生产线，成为行业创新技术的引领者；在产业端，维达力期待与客户合作塑造低碳产品，与消费者一起拥抱可持续的生活方式，成为绿色可持续发展的赋能者。

维达力立足于新材料、新技术、新工艺，帮助客户将工业设计转为产品功能与体验，同步实现功能性、美观性、可制造性和ESG表现。未来，维达力将继续致力于通过科技与材料技术革新，为客户提供更低碳足迹的产品，推动整个产业链的低碳发展。坚持诚信经营，完整履行绿色企业的职责，以最高的道德标准和诚恳的态度执行绿色制造的行动，建立信誉和品牌的核心价值。

（本文图片由受访者提供）

来源 | 《商学院》杂志11月刊

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