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緊盯“卡脖子”問題 中國恩菲履國企責任顯擔當

發表時間 :2021-01-07 10:51:27 來源:中國礦業網

  不久前召開的中央經濟工作會議,明確部署了2021年全國經濟工作的八項重點任務,其中就提到“卡脖子”的問題:增強產業鏈供應鏈自主可控能力,盡快解決一批“卡脖子”問題,搞出更多獨門絕技。解決“卡脖子”問題,關鍵要依靠科技創新,想要真正在國際市場中有底氣、不被動,唯有擁有自主的核心技術。
  攻堅克難
  在電子信息產業領域不斷創新求發展
  中國恩菲工程技術有限公司(以下簡稱“中國恩菲”或“公司”)自20世紀90年代就開啟了硅基材料的研發和產業化之路。面對國外技術封鎖、產業歧視、輿論打壓等多重困難,中國恩菲經過十多年的埋頭攻關,擁有了自主知識產權的低成本、低能耗、大規模高純度多晶硅材料制備技術,并在技術創新領域實現諸多行業突破,擺脫對外依賴。
  十多年前,恩菲人作為民族多晶硅的開拓者,使我國光伏行業擺脫了受制于人的不利局面,實現了從光伏大國向強國的角色轉變;今天,中國核心集成電路國產芯片缺乏自主能力的“致命短板”使得中國電子信息產業遭遇了“卡脖子”的嚴峻形勢,也令上游材料領域受到高度關注,有人形容,芯片之戰的實質是基于多晶硅材料之上的較量,尤其是電子級高純多晶硅和區熔級多晶硅的市場卻長期被美國、德國、日本壟斷。目前,因為核心環節技術未能突破,中國在這兩個領域面臨著一如多年前光伏產業受制于人的局面。
  相關技術在外、核心產品進口,我國高端電子信息技術產業、人工智能乃至國家安全都會受到威脅。機遇偏愛有準備的頭腦,未來的機遇雖不可知,但夢想可以帶動行動的步伐提前籌謀。面對“新戰役”的國家召喚,恩菲人又聚力高端,抱著“硅業報國”之心,再一次踏上了為國研發的道路,開始了高端硅基材料的研發工作,為實現“高精尖之夢”而努力,向著助力中國電子信息產業崛起的新征程進發。
  深耕基礎研究
  突破芯片用電子級多晶硅生產技術難題
  從光伏用多晶硅到芯片用多晶硅,看似只是對產品純度的要求更加苛刻,然而在精細提純這條道路上,從純度99.9%到99.9999999999%(12N),小數點后每增加一位的技術難度,都呈現指數型增長的曲線。也正是因為目前國家在相關領域難以達到這個高純度的要求,導致自身受制于人,而實現這個目標需要的是多方努力的合力。
  技術上,從氫氣的制備及純化、原料TCS合成、副產物四氯化硅氫化、精餾、還原、尾氣回收和產品后處理……每一個環節、每一項工藝,從理論研究、試驗評價爐檢測,到應用于還原爐的試生產,再到整個車間、系統的穩定生產,要經歷無數參數數據的計算、對比、推翻、再確定的過程,也要經過無數“殘酷”的自我否定和一次次曙光的點滴進步。
  產品創新離不開裝備的升級,高純電子級多晶硅是制備集成芯片的關鍵材料,區熔級多晶硅主要應用于高電壓大功率器件和特種芯片,常應用在軍工等重要領域。然而,沒有好的設備做不出好的產品,要實現產品自有,設備的自主創新是繞不開的,因此,中國恩菲為生產出高純度的產品,從設備材質、爐型結構、管道選型、儀表選型、潔凈室等級都要高于半導體技術標準要求進行嚴格控制。經過改造后的車間,成為了一個“神秘基地”,在這里,每一個螺絲、每一節管道、每一個閥門、每一種材質的選擇,都要經過技術人員反復的推敲和驗證,在這里,也只有特定人員指紋解碼方可進入。
  通過自主開發的電子級多晶硅動態循環梯級分離提純技術,突破了高效三氯氫硅精餾技術、過程氣體干法回收和超純氫氣純化技術、高純多晶硅還原技術、產品高純后處理技術與檢測方法、雜質含量工程化控制技術等關鍵技術,目前電子級多晶硅產品已經實現了批量生產與試用,解決了電子工業基礎領域的關鍵材料基礎薄弱的問題,為相關信息產業集聚發展提供基礎支撐。
  精細挖潛全工藝
  探索出芯片用電子特氣自主創新產業化路子
  芯片的生產制造是復雜的,其復雜和困難程度相當于在一個指甲蓋上建一座設計精美的城市,一塊小小的電路芯片就有100多億個晶體管,晶體管通過納米線相連,加工工藝包括外延、光刻、氣相沉積、離子注入、擴散、刻蝕、清洗等等,多達幾千道工序連接在一起,除了原材料硅料的超高純外,還需要100多種高純的電子氣體對其進行構造和塑形。這當中,硅基電子特氣占比近半,他們的質量與穩定供應直接影響半導體集成電路芯片的質量、性能和企業生存。
  然而,目前全球半導體用電子氣體市場也同樣呈現出寡頭競爭的格局,許多氣體在國內的生產仍是空白。只要這些核心技術被國外控制,即便解決了原材料問題,芯片技術的自主國產化也很難實現!
  潛心研究電子級高純多晶硅的恩菲人,不會放棄這些領域的研究。
  在多晶硅生產工藝中,核心環節就是控制好在還原爐內的“生長”,這個過程反應復雜,生成棒狀多晶硅的同時,還產生了副產四氯化硅、氯化氫、二氯二氫硅、三氯氫硅、六氯乙硅烷、六氯乙硅氧烷等化合物,由于還原爐內硼磷及金屬雜質含量要求低至ppb級甚至ppt級,因此,多晶硅生產過程中的副產物純度也很高。所以,這些低雜質副產化合物更適合用來作為硅基電子特氣的原料。
  這些氣體還需要進行深加工,正是這個深加工的工藝,是國內氣體產業的技術瓶頸。中國恩菲對生產工藝路徑進行了后續的優化處理,諸如反應精餾、催化合成等量身打造的專有工藝“深加工”流程,華麗轉身為“電子特氣”。而這些電子特氣就是此前提到的芯片工藝制造過程中必須使用的氣體。
  自2015年,中國恩菲就開始做這方面的技術儲備,經過數年研發,通過不斷的技術改造與提升,反復摸索和優化工藝參數,陸續解決了光通訊行業用高純四氯化硅提純、檢測、充裝及儲存等技術難題,產品的順利生產與銷售,成功打破了國外近20年的壟斷,該產品也成為自主研發生產的電子特氣正硅酸乙酯的重要原材料。
  在集成電路用電子特氣研究方面,成功從多晶硅共生產物中分離和精制出電子級六氯乙硅烷,該產品作為前驅體廣泛應用在先進的12英寸集成電路芯片薄膜生長工藝上,產品附加值極高,目前中硅已成為六氯乙硅烷合格供應商。另外,電子級三氯氫硅、電子級二氯二氫硅的研發并投產成功,實現供應國產化。
  在研發集成電路產業用硅基電子氣體的同時,還進行了配套的全自動充裝技術、系統、檢測技術的研發工作。目前已經成功研發了高純全自動充裝技術與系統。
  芯片用半導體材料
  關鍵核心技術攻關永無止境
  芯片雖小,卻是“國之利器”。在芯片這條龐大的產業鏈上,中國恩菲研發的成果,從全面國產化的“巨大工程”體量上看,或許還只是星火之勢,但創新的大門已經開啟,就沒有不繼續朝著夢想前進的道理。
  接下來的發展中,中國恩菲一方面依托區熔級多晶硅生產,研發包含更多種類硅基電子氣體產品、化學機械拋光(CMP)磨料、光刻膠等良品率、高穩定性的芯片用半導體材料的研發。半導體用基礎原材料,另一方面瞄準的是更高的目標,那就是新一代高
  勇攀高峰,不是為了讓世界看見,而是為了看見世界。以更廣更寬的視野,走別人沒有走過的路,創造引領世界潮流的科技成果,從而致力于科研成果的產業化,做更大更強的事業,讓科技成果走進千家萬戶,真正地成為國家實力,不辜負時代賦予的使命,這也是中國恩菲堅守的硅業報國的夢想。路漫漫其修遠兮,在為國“芯”上下求索奮起直追的道路上,恩菲人敢為先鋒、一往無前!

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