第002版:洛阳·要闻
  
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2023年2月16日 星期

为国争气的99.99%


“气体纯度,合格!”

日前,在位于孟津区的昊华气体有限公司(简称昊华气体)中控室内,建成投产的昊华特种含氟电子气体项目,通过了最后的验收。一辆辆货车满载三氟化氮等电子气体,批量发往国内外半导体、显示面板龙头企业,标志着该项目进入“万吨级”规模化生产新阶段。

三氟化氮等电子气体,是集成电路、显示面板、光伏等产品的关键原材料。尤其在集成电路领域,这类产品常被用在芯片等离子蚀刻和清洗材料等环节,被喻为芯片产业的“血液”,其生产曾常年被美国、日本等国家垄断。苛刻的使用条件,使其需要提纯至99.99%以上,且实现低成本、大规模生产,才有市场竞争力。

昊华气体含氟电子气体的产业化,始于黎明化工研究设计院有限公司(简称黎明院)的研发积累。鲜为人知的是,向着含氟电子气体国产化的目标,黎明院和昊华气体的技术人员经历了20余年的创新跋涉。这背后,经历了怎样的“峰回路转”“柳暗花明”?

引进国外技术,纯度却相差“十万八千里”

三氟化氮的研发,最初是从黎明院和美国一家企业合作开始的。

“早在1998年,面对国内三氟化氮的产业空白,我们是两手抓,一方面自己探索,一方面接触国外的技术合作方。”时任黎明院三氟化氮研发组组长的昊华气体副总经理汪建春回忆道。

2002年年初,黎明院引进美国公司技术和关键设备的年产20吨三氟化氮装置建成。让人诧异的是,工艺技术路线畅通,但试车产品纯度只有92%,距离当时99.9%以上的目标相差“十万八千里”。

“液化器肯定没有问题!”面对中方专家的质疑,美国专家信心十足,甚至有些傲慢。

无奈,研发人员费尽周折,满足了外方要求的所有实验条件。然而,纯度仍无法达标。

“在2004年最冷的时候,我们的员工就住在哈尔滨监督设备加工,一住就是个把月。一出门,脸都冻麻了。”汪建春对当时的艰难记忆犹新。

面对残局,美国公司技术人员哑口无言,只得放弃后续转让费用,并在2004年年底中止了转让协议。

关键核心技术要不来、买不来、讨不来,唯有自主创新。项目虽然失败了,却带来全新的认知,成为一种略带苦涩的收获。

“推倒重来也要搞”,“累了就和衣而睡”

“折腾了四五年,投入了1000多万,一分钱效益也没见。”“还不如停掉干别的项目!”2004年,黎明院内部犹豫、质疑声渐起。

信心动摇之时,黎明院召开专题会议“一锤定音”:“推倒重来也要搞”!

吃了“定心丸”,研发人员重新聚集在一起,经历一次次讨论、分析、推演,逐渐形成共识:产品纯度问题的根本原因不是后处理提纯,而在于直接氟化法使用碳板、氟气等,难免产生大量难以分离的杂质。

换句话说,技术路线从一开始就错了。

真是悔意和希望并存!研发人员放弃研发了多年的直接氟化法,几乎从零开始,转身向电解法发起“冲锋”。

查资料、做实验、建分析方法……面对新技术、新工艺,“平地起高楼”异常艰难。

“连续一周,每天近20个小时待在实验室。累了就和衣而睡,饿了在食堂煮方便面。”回忆起当时的研发情景,昊华气体主任工程师魏磊记忆尤深。

事情终于在2008年迎来关键转机。这一年,黎明院建成30吨/年电解扩试装置,批量生产产品纯度达到电子级的99.99%,实验终于取得了成功!

冲刺“万吨级”,立于市场不败之地

扩试成功了,但要想让99.99%的电子气体自主可控,进而立于市场不败之地,还要经过规模化生产和技术国产化的重重考验。

2014年,黎明院和韩国一家企业合资成立洛阳黎明大成有限公司,先后上马三氟化氮一期1000吨/年项目、二期1000吨/年项目,建成两条生产线。

2020年,为加快电子化学品产业化步伐,昊华化工科技集团股份有限公司整合旗下3家科研院所电子化学品业务成立昊华气体,黎明院含氟电子气体的业务和人员也随之划归昊华气体。

其后,昊华气体收购了韩国公司所持有股权,产业的自主可控水平进一步提升,同时开启了万吨级特种含氟电子气体基地建设。

“三氟化氮的洁净自动充装系统,就是在这一次规模化放大过程中攻克的技术之一。”昊华气体副总经理王娟说,该系统工控系统、管道设计、设备选型、现场施工全部实现国产转化,彻底摆脱全进口系统的技术制约,单项降低项目投资成本3000余万元。

“补链”成功,向着“世界一流”奔跑

时下,伴随着特种含氟电子气体项目如期完工验收,昊华气体新增三氟化氮产能3000吨、四氟化碳1000吨、六氟化钨600吨,不仅产能达到“万吨级”,品种丰富度大大提升,成本也降到低于同行业的水平。

如今,企业产品已批量供货中芯国际、长江存储、京东方、华星光电等芯片、电子屏幕头部企业。去年,企业实现销售收入7.6亿元,同比增长16%。这意味着,经历了引进技术、消化技术、开发新技术、规模化量产等一波三折后,昊华气体电子气体工艺日趋成熟,成功补上含氟电子气体国产化链条空白,迎来了“胜利的彩虹”。

“含氟电子气体项目的建设是在黎明院技术积累基础上,昊华气体通过工程化研究、产业规模放大结出的硕果,是一代代‘黎明人’‘昊华人’研发、产业化接续奋斗的结晶。”王娟感慨万分地说。

昊华气体总经理姚庆伦介绍,“十四五”期间,昊华气体计划向湿电子化学品、抛光材料等其他电子化学品业务扩展,力争发展成为世界一流的电子化学品综合服务商。

走进昊华气体大厅,屏风墙上“科学至上”四个毛笔字苍劲有力,昭示着黎明院、昊华气体研究人员求真务实的探索精神。

正是靠着这股气和劲,他们争得了多品类的高纯含氟电子气,也为“中国芯”“中国屏”争了气!

洛报融媒记者 张锐鑫 通讯员 郑占波 陈丽君


  

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