55年前，振奮人心的蘑菇云在天空中綻放。背后，是科技人員十年隱姓埋名的默默奉獻和忘我奮斗。中國的科技發(fā)展史證明，核心技術(shù)從來都不是買來的，攀登科學(xué)高峰沒有“捷徑”可走。
15年前，當(dāng)國外的光伏原材料技術(shù)被國外牢牢控制的時候，中國恩菲工程技術(shù)有限公司及子公司洛陽中硅高科技有限公司用十年磨一劍的報國之心，成功研發(fā)自主知識產(chǎn)權(quán)的低成本、低能耗、大規(guī)模多晶硅材料制備技術(shù)，讓光伏新能源技術(shù)推廣應(yīng)用走下國外壟斷所設(shè)置的“神壇”。
15年后的今天，面對我國電子信息產(chǎn)業(yè)、光纖通信行業(yè)原料、技術(shù)受制于人的不利局面，恩菲人、中硅人又聚力高端，潛心研究國家緊缺的芯片用電子級多晶硅料和電子特種氣體以及光纖通信行業(yè)的原材料。
硅業(yè)報國，激勵他們向著助力中國電子信息產(chǎn)業(yè)崛起的新征程進發(fā)。
起點：“硅業(yè)報國”
我國擁有豐富的硅礦資源，金屬硅產(chǎn)量占世界2/3，自用1/4，其余全部出口。在中國恩菲擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的多晶硅生產(chǎn)技術(shù)誕生前，多晶硅生產(chǎn)技術(shù)由美、日、德等國掌控，對我國實施技術(shù)封鎖和市場壟斷，國內(nèi)只能引進國外落后技術(shù)，在產(chǎn)多晶硅企業(yè)因為生產(chǎn)水平低、規(guī)模小、成本高、能耗高、副產(chǎn)物難循環(huán)等問題而備受詬病，導(dǎo)致新能源和電子信息行業(yè)發(fā)展受制于人、舉步維艱。
遇事無難易，而勇于敢為。為盡快擺脫多晶硅生產(chǎn)技術(shù)受制于人的被動局面，中國恩菲于上世紀九十年代自主研發(fā)、設(shè)計了四川峨嵋年產(chǎn)100噸多晶硅試驗示范線，探索改良西門子法相關(guān)技術(shù)。2000年，中國恩菲率先在國內(nèi)開展了多晶硅高效節(jié)能環(huán)保生產(chǎn)技術(shù)與裝備研究，率先獲得國家發(fā)明專利“四氯化硅氫化制備三氯氫硅方法”授權(quán)。
2003年，中國恩菲成立了專注于多晶硅生產(chǎn)的子公司洛陽中硅高科技有限公司（簡稱：中硅高科）。以“硅業(yè)報國”之心，這里誕生了中國第一條規(guī)�；a(chǎn)的多晶硅生產(chǎn)線，解決了制約中國光伏能源行業(yè)的原材料問題，打破了國外壟斷，引領(lǐng)著國內(nèi)光伏的快速發(fā)展；這里，孕育了一代代的光伏前沿新技術(shù)，解決了生產(chǎn)工藝的副產(chǎn)物循環(huán)利用難題，實現(xiàn)了低功耗、高品質(zhì)、清潔生產(chǎn)目標，引領(lǐng)了國內(nèi)多晶硅工藝閉路循環(huán)走綠色經(jīng)濟發(fā)展之路。
習(xí)近平總書記指出，“在建成社會主義現(xiàn)代化強國、實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的征途上，每一個行業(yè)、每一個人都要心懷夢想、奮勇拼搏，一步一個腳印，一棒接著一棒，在奮力奔跑和接續(xù)奮斗中成就夢想�！表频Z前行、追夢奔跑，恩菲人從不止步。中硅高科率先實現(xiàn)光伏太陽能多晶硅國產(chǎn)化以后，中硅高科持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新，承擔(dān)了20多項國家重點科研項目以及200多項省市科研項目，技術(shù)水平、成本能耗水平均走在了世界先進行列，產(chǎn)能位居世界前十。
編織“高精尖”之夢
2012年，國內(nèi)光伏行業(yè)遭遇發(fā)展寒冬，憑借自主研發(fā)的領(lǐng)先技術(shù)“幸存”的中硅高科，更加深刻地理解了“只有把核心技術(shù)掌握在自己手中，才能真正掌握競爭和發(fā)展的主動權(quán)”的核心要義，更時刻銘記著總書記的諄諄囑托：“只有擁有強大的科技創(chuàng)新能力，才能提高我國國際競爭力。希望你們積極搶占科技競爭和未來發(fā)展制高點，突破關(guān)鍵核心技術(shù)，在重要科技領(lǐng)域成為領(lǐng)跑者，在新興前沿交叉領(lǐng)域成為開拓者，為經(jīng)濟社會發(fā)展、保障和改善民生、保障國防安全提供有力科技支撐�！�
硅，這個地殼中含量最高的元素，因光伏得以“揚名”，而實際上，它也是芯片的重要載體、是光通訊行業(yè)的基礎(chǔ)原料。目前，因為核心環(huán)節(jié)技術(shù)未能突破，中國在這兩個領(lǐng)域也面臨著和昔日光伏產(chǎn)業(yè)同樣的受制于人之局面。
相關(guān)技術(shù)在外、核心產(chǎn)品進口，我國高端電子信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、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。心懷報國之心，中硅高科再一次踏上了為國研發(fā)的道路，開始了高端硅基材料的研發(fā)工作，為實現(xiàn)“高精尖之夢”而努力。
從星星之火燃起產(chǎn)業(yè)之光
電子級高純多晶硅和區(qū)熔級多晶硅是制取集成芯片的超純原料，但是這個市場卻長期被美國、德國、日本壟斷，在中硅著手研發(fā)產(chǎn)業(yè)化之初，國內(nèi)仍是空白�！白鰢壹比钡母叨斯杌牧�！”這是具有民族情懷的中硅人的追求。
堅持不懈，勇于探索，在摸索中填補技術(shù)空白，這是抱著硅業(yè)報國之心的中硅人找到的良方。
【技術(shù)創(chuàng)新】電子級多晶硅對純度的要求極高，其純度已達很高級別:受主雜質(zhì)的原子含量比僅為5×10－11， 施主雜質(zhì)的原子含量比為15×10－11。所以，生產(chǎn)電子級多晶硅對技術(shù)的要求也極高，經(jīng)過數(shù)十年的研究和生產(chǎn)實踐，中硅高科持續(xù)提升改良西門子法：氫氣制備及純化、合成、氯化、精餾、還原、尾氣回收和后處理……生產(chǎn)中的每一個步驟、每一項工藝，為進一步實現(xiàn)高純、不斷優(yōu)化，從理論研究、評價爐檢測，到應(yīng)用于還原爐的試生產(chǎn)，再到整個車間的穩(wěn)定生產(chǎn)，科研技術(shù)人員在無數(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)的計算、對比、推翻、再確定的過程中，經(jīng)歷著“殘酷”的自我否定和驚喜的科學(xué)肯定。從電子級多晶硅的試驗成功，到區(qū)熔級多晶硅的研發(fā)成果轉(zhuǎn)化，他們用堅毅的韌性迎來了勝利的曙光。
【裝備升級】企業(yè)轉(zhuǎn)型升級，裝備提升是關(guān)鍵。高純電子級多晶硅是制取集成芯片的關(guān)鍵材料，區(qū)熔用多晶硅棒主要應(yīng)用于高電壓大功率器件，比如IGBT芯片，對硅料純度要求更高。所以，全生產(chǎn)流程都要以高標準實現(xiàn)高純度的要求。設(shè)備材質(zhì)、爐型結(jié)構(gòu)、管道選型、儀表選型、潔凈室等級都要高于半導(dǎo)體技術(shù)標準要求進行嚴格控制，方能確保產(chǎn)品始終如一，穩(wěn)定可靠。經(jīng)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(jié)管道，每一個閥門，都是經(jīng)過技術(shù)人員反復(fù)的推敲和驗證而來；在這里，只有特定人員指紋解碼方可進入，干凈的車間，感覺呼吸都舍不得用一絲力氣；在這里，硅芯就像技術(shù)人員播下的種子，還原爐就像孕育生命的懷抱，在技術(shù)團隊的精心呵護下茁壯成長。高品質(zhì)的裝備為高純工藝提供了保障，為生產(chǎn)出高純產(chǎn)品奠定了基礎(chǔ)。
【高效循環(huán)】一塊電路芯片由100多億個晶體管組成。晶體管通過納米級電線，經(jīng)外延、光刻、氣相沉積、離子注入、擴散、刻蝕、清洗等諸多工序連接在一起，這個過程需要110種電子氣體進行構(gòu)造和塑形。這當(dāng)中，硅基電子特氣占比近半，其質(zhì)量直接影響半導(dǎo)體集成電路芯片的質(zhì)量和性能。
目前全球半導(dǎo)體用電子氣體市場呈現(xiàn)出寡頭競爭的格局，美國、法國、德國、日本幾家企業(yè)的電子氣產(chǎn)量之和全球市場占比90%以上，許多氣體在國內(nèi)的生產(chǎn)仍是空白。只要這些核心技術(shù)被國外控制，芯片技術(shù)的自主國產(chǎn)化就很難實現(xiàn)——潛心研究電子級高純多晶硅的中硅人，也不會放棄這些領(lǐng)域的研究。
?多晶硅還原爐內(nèi)反應(yīng)十分復(fù)雜，已知的反應(yīng)高達十幾種，原料三氯氫硅和氫氣在爐內(nèi)高溫硅芯表面發(fā)生氣相沉積反應(yīng)，生成棒狀多晶硅，同時副產(chǎn)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，在此過程中，還原爐內(nèi)硼磷及金屬雜質(zhì)含量低至ppb級別，因此副產(chǎn)物純度很高。正因如此，這些低雜質(zhì)副產(chǎn)化合物更適合用來作為硅基電子特氣的原料。這些“原料氣”經(jīng)過為其量身打造工藝路徑的處理，諸如反應(yīng)精餾、催化合成等，華麗轉(zhuǎn)身為“電子特氣”。中硅高科充分利用原有工藝，實現(xiàn)了高效增值循環(huán)利用，多晶硅工藝中的副產(chǎn)物成為了新的高附加值產(chǎn)品！??
【產(chǎn)品多元】企業(yè)發(fā)展中產(chǎn)品多元才能抵御風(fēng)險，依托多晶硅系統(tǒng)主產(chǎn)或副產(chǎn)的硅基產(chǎn)品，經(jīng)過集成催化轉(zhuǎn)化、強化吸附、反應(yīng)精餾、高效提純、精密過濾等先進的生產(chǎn)技術(shù)，中硅高科開始自主研發(fā)高純度的四氯化硅、三氯氫硅、二氯二硅烷、六氯乙硅烷、正硅酸乙酯等硅基等系列電子氣產(chǎn)品，在此基礎(chǔ)上，還研制高純產(chǎn)品充裝系統(tǒng)和儲罐清洗系統(tǒng)。
【“純到極限”】在精細化工提純這條道路上，從1N到10N的技術(shù)難度，是指數(shù)型增長的曲線。在持續(xù)提升純度的過程中，中硅高科的產(chǎn)品已逐漸接近現(xiàn)有檢測技術(shù)的極限，測試過程中干擾因素產(chǎn)生的不可控因素甚至?xí)^產(chǎn)品本身雜質(zhì)的含量。而質(zhì)量穩(wěn)定是客戶需求的生命線，也是國內(nèi)特氣生產(chǎn)企業(yè)面臨的難題之一。在這種極度矛盾的境況下，不斷探索、改進最前沿的質(zhì)量管控手段，最終將應(yīng)用到精密加工領(lǐng)域的SPC技術(shù)改良應(yīng)用到化工生產(chǎn)的工藝過程控制中，從而達到本質(zhì)型穩(wěn)定。
【高純屬性轉(zhuǎn)移】如何使生產(chǎn)出的高純質(zhì)量產(chǎn)品“高純”地交付到客戶手中，是突破了生產(chǎn)技術(shù)關(guān)以后企業(yè)需要面對的新難題�？此坪唵蔚摹敖桓丁倍�，也伴隨了太多從無到有的突破和尋找突破道路上的坎坷與疤痕。自動充裝系統(tǒng)的首建、高純儲罐的設(shè)計、高純閥門的選型、客戶的特殊要求，幾乎每個新的客戶對于充裝環(huán)節(jié)都是一個新的要求；配件生命周期的探索、對交付后儲罐的維護要求，是在一次次的教訓(xùn)之上總結(jié)出的精華。經(jīng)過三年的不懈努力，已經(jīng)形成了操作流程固化、特殊需求逐漸完善的充裝SOP。
在科技創(chuàng)新的道路上，自主研發(fā)從來就是一條艱苦的路。中硅高科孜孜以求，從未放棄自主研發(fā)這條路，截止目前，已經(jīng)擁有專利200余項，并獲得了國家專利金獎。在芯片這條龐大的產(chǎn)業(yè)鏈上，中硅研發(fā)的成果，從全面國產(chǎn)化的“巨大工程”體量上看，或許還只是星火之勢，但正是這一個個高純產(chǎn)品的自主國產(chǎn)，讓我們看到整個芯片產(chǎn)業(yè)鏈完全國產(chǎn)化的希望之光就在眼前。
打造國之利器
總書記說，正所謂“國之利器，不可以示人。只有擁有強大的科技創(chuàng)新能力，才能提高我國國際競爭力。芯片雖小，卻是“國之利器”。通過不斷的技術(shù)改造與提升，反復(fù)摸索和優(yōu)化工藝參數(shù)，中硅以十余年的多晶硅及相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展經(jīng)驗為基礎(chǔ)，又經(jīng)過五年的潛心研發(fā)，在電子信息領(lǐng)域和光通訊領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了一系列的突破：
——通過自主開發(fā)，開展了電子級多晶硅動態(tài)循環(huán)梯級分離提純技術(shù)研究，承擔(dān)了電子級高純多晶硅項目和區(qū)熔用高純多晶硅項目，突破了高效三氯氫硅精餾技術(shù)、尾氣干法回收和超純氫氣純化技術(shù)、高純多晶硅還原技術(shù)、產(chǎn)品高純后處理技術(shù)與檢測方法、雜質(zhì)含量工程化控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)，目前電子級多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量可達到11N以上，解決電子工業(yè)基礎(chǔ)領(lǐng)域的關(guān)鍵材料基礎(chǔ)薄弱的問題，為高阻區(qū)熔硅單晶產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展提供基礎(chǔ)支撐；
——經(jīng)過數(shù)年研發(fā)，通過不斷的技術(shù)改造與提升，反復(fù)摸索和優(yōu)化工藝參數(shù)，陸續(xù)解決了光通訊行業(yè)用高純四氯化硅提純、檢測、充裝及儲存等技術(shù)難題，產(chǎn)品的順利生產(chǎn)與銷售，成功打破了國外近20年的壟斷，該產(chǎn)品也成為自主研發(fā)生產(chǎn)的電子氣產(chǎn)品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(chǎn)物中分離和精制出電子級六氯乙硅烷，該產(chǎn)品作為前驅(qū)體廣泛應(yīng)用在先進的12英寸集成電路芯片薄膜生長工藝上，產(chǎn)品附加值極高，目前中硅已成為國內(nèi)六氯乙硅烷合格供應(yīng)商。另外，電子級三氯氫硅的研發(fā)并投產(chǎn)成功，填補了國內(nèi)空白，替代進口，實現(xiàn)供應(yīng)國產(chǎn)化。
——在研發(fā)集成電路產(chǎn)業(yè)用硅基電子氣體的同時，還進行了配套的全自動充裝技術(shù)、系統(tǒng)、檢測技術(shù)的研發(fā)工作。目前已經(jīng)成功研發(fā)了高純的全自動充裝技術(shù)與系統(tǒng)。
——在品質(zhì)方面，為了保證產(chǎn)品檢測數(shù)據(jù)更加真實有效和產(chǎn)品質(zhì)量的準確性，成功研發(fā)了集成電路產(chǎn)業(yè)用硅基電子特氣的密閉取樣技術(shù)與裝置，工藝過程SPC控制，保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性。
——在標準化方面，以規(guī)范國內(nèi)硅基電子特氣行業(yè)標準的初心和情懷，積極起草和參與起草電子特氣、光纖相關(guān)產(chǎn)品標準、測試方法標準和產(chǎn)品充裝規(guī)范，增加行業(yè)影響力。
“窮理以致其知，反躬以踐其實”，中硅高科在科研的道路上敢于走別人沒有走過的路，勇于創(chuàng)造引領(lǐng)世界潮流的科技成果，更矢志不移地致力于科研成果的產(chǎn)業(yè)化，因為只有產(chǎn)業(yè)化，國家的科技才能走進千家萬戶，才能真正地成為國家實力。如今，新的夢想又在中硅人的心中產(chǎn)生，那就是新一代高良品率、高穩(wěn)定性的芯片用半導(dǎo)體材料的研發(fā)！
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，做更大更強的事業(yè)，不辜負時代賦予的使命，這也是中硅高科堅守的硅業(yè)報國的夢想。路漫漫其修遠兮，國“芯”在上下求索奮起直追的道路上，一個個像恩菲人、中硅人這樣有家國情懷的實干者，一個個面對國之重任為夢想拼盡全力的逐夢人，他們，不忘初心、砥礪前行，終將創(chuàng)造行業(yè)的輝煌！
