我国“小伟人”进入全球产业链（“小伟人”的进击之路③）
7月29日，2021全球闪存峰会在浙江省杭州市开幕。图为观众在现场观看刻蚀有国产存储芯片的300毫米(12英寸)晶圆。 龙 巍摄(公民视觉)
江苏省宿迁市活跃施行专精特新“小伟人”企业培养方案，引导中小企业加大科研投入，提高企业立异才干。图为该市泗洪经济开发区一家制作芯片企业的工人正在车间繁忙。 许昌亮摄(公民视觉)
凯美特气电子特气工厂外景。 凯美特气供图
在慕尼黑2020上海光博会上的展品。 凯美特气供图
神工股份单晶硅棒车间内景。 神工股份供图
8英寸半导体硅抛光片产品。 神工股份供图
“芯片缺少将导致轿车减产20万辆”——国内某轿车职业巨子一纸公告使轿车职业“缺芯”引发热议。实际上，上一年以来，多种杂乱要素叠加导致的“缺芯潮”便席卷全球，涉及手机、电脑、家电、轿车等许多职业。要害原资料、中心设备供应困难一时难以缓解，下流工业非常头疼。
“不能把鸡蛋放在同一个篮子”，涣散供应商，让不同国家和地区更多主体参加到这条工业链，才干更好抵挡危险——这是全球商场用昂扬价值换来的经历。在我国半导体工业奋力追逐的今日，有些“专业化、精密化、特征化、新颖化”企业，规划不大，也很少出现在镁光灯下，却在静静瞄准细分商场，连绵用力打磨一类产品，成功进入全球半导体工业链，为安稳这个万亿级商场奉献了“小伟人”力气。
补短板，把落下的课补上
“咱们落下的课太多了。”神工股份董事长潘连胜感慨不已。他在半导体资料范畴已经有20多年从业阅历，是国内罕见的具有先进晶圆厂工作经历的技能专家。
晶圆，又称“硅片”，是芯片制作的根底资料。“如果把制作芯片比如成绣花，硅片就好比是绣花用的白布。”潘连胜给记者打了一个形象的比如。
但是，晶圆出产是我国半导体工业链中缺课最多的范畴之一。出资门槛高、技能壁垒高、商场门槛高——潘连胜口中的“三高”是进军这个职业的绊脚石。数年前，不少我国企业就已掀起制作芯片的热潮，但对至关重要的上游资料，因为商场规划小，没有遭到满意重视。“要补齐工业链，向世界奉献更高质量产品，就得补上这门课。”潘连胜说。
2012年从海外归来，潘连胜曲折多地寻觅土地、人员和资金。终究，神工股份于次年在辽宁锦州建立。因为前史原因，这个东北小城具有我国最早的单晶硅出产基地，还有许多了解真空高温炉及硬脆资料加工工艺的技能工人，工业根底优胜。
但是，晶圆职业出资门槛太高——10亿元起步，哪有这么多钱？他只好先从难度更低的“刻蚀用单晶硅”做起。刻蚀用单晶硅，是芯片制作的要害设备——刻蚀机安装的重要根底资料，比较之下出资门槛较低。国内厂商鲜有进入，赢利也较为可观，与晶圆出产还有许多共通之处。瞄准这个细分产品，潘连胜带着团队踏上了“补课”之路。
在记者与许多从业者的谈话中，“补课”是一个高频词，重复出现在半导体工业链各个环节。
光刻是芯片制作的中心工序，这个环节便是把集成电路的“把戏”绣在硅片上。“光刻环节需求100多种电子级高纯度工业气体相互配合，每一种气体都不可或缺，它们是半导体工业的‘血液’，国内有些企业花了数十年的时刻不断测验，还没有霸占开始的容器清洗这一关。”凯美特气董事长祝恩福说，“难度在于其对纯度要求极高。”
高到啥程度？要求杂质含量浓度至少到达百万分之一级。什么概念？祝恩福打了个比如，这相当于在一个100米长、25米宽、2米深的游水池中，不能有超越一枚硬币巨细的杂质。而杂质含量浓度每下降一个数量级，都将带来工艺杂乱程度的明显提高。
2018年，这家从工业废气中提纯食品级二氧化碳的企业，已是多家世界食品饮料公司的重要供应商。同年，公司作出决议，勇攀电子特种气体这座新高峰，斥资2.3亿元在湖南岳阳建厂。
练内功，静心做好一件事
光刻环节要用到100多种气体，从哪里下手呢？“咱们选了最难的一个课题——激光混配气。”祝恩福说。
为啥它最难？纯度仅仅一方面，更难的在于怎么防止多种气体共存时发生意外的化学反应，这关于操作精密程度的要求更高。“需求重复试验，不断调整参数，从中堆集经历。”祝恩福说。
先后霸占容器清洗、气体提纯、气体混配等要害课题，凯美特气在历经两年艰苦技能攻关后，一系列产品于2020年连续问市。技能团队再接再励将样品资料送往世界大厂，采纳平行并发方法发动多个认证程序，抓紧时刻尽早争夺入场券。
“咱们在两年的时刻里，走完了世界气体巨子们10年走过的路。”祝恩福口气中难掩骄傲。
诀窍安在？就在于强有力的研制团队。这个团队，是祝恩福花了5年时刻，在世界工业高端论坛、职业展会中不断奔走、搜索、游说，费尽周折才组成的。“其时有人劝我在国外出资建厂，有优惠政策也有老练团队，不必这么费力，但我坚持以为我国企业需求更多参加到半导体工业链中，或许眼下起不到太大效果，但未来重要性会凸显。”现在，祝恩福的判别正成为实际。
一个充溢干劲的研制团队，同样是潘连胜的法宝。
神工股份开始的技能团队是十几个人，虽然都有从业经历，但也面对一些实际困难。机器设备首要检测了这个团队。老厂房年深日久，设备操控精度差，技能参数达不到要求。如果说国外同行用的是“超跑”，他们具有的设备便是“老爷车”。
“咱们着手优化设备，屡次试验，替换、添加传感器，改造要害零部件，让这些设备变得听话、随手。”潘连胜说。
单晶硅制备，还要操控好尺度。在晶圆刻蚀工序中，用单晶硅制作的硅电极随同晶圆同步耗费，需求其尺度大于晶圆。例如，要加工12英寸的晶圆，对应的刻蚀用单晶硅资料尺度一般至少要14英寸。而出于下降成本的考虑，当芯片制程从28纳米向7纳米乃至5纳米行进时，先进制程所选用的干流晶圆尺度却从8英寸向12英寸乃至更大尺度添加，这也意味着刻蚀用单晶硅尺度有必要随之添加。
经过数月静心探究、失利、再探究，神工股份出产线上捷报频传：完结14英寸到19英寸量产，2020年5月还成功成长出直径22英寸的高质量硅单晶体。
“公司产品良率及质量能够到达较高水准，所以遭到国外客户认可，竞争对手变成了协作伙伴。”潘连胜说。现在，神工股份大尺度单晶硅资料年产量可观，世界商场占有率持续提高，成功进入世界先进半导体资料工业链系统，在相关细分范畴构成了全球化优势。
强优势，瞄准前沿久久为功
在刻蚀用单晶硅商场取得成功的潘连胜并不满意。单晶硅出产堆集的技能和经济效益，让转向晶圆出产瓜熟蒂落，这也是神工股份一直以来的希望。
已有的“固液共存界面操控技能”和“热场尺度优化工艺”等技能，都能运用于晶圆制作。神工股份带着这些名贵的技能经历向更险恶的高地前进。只不过，比较早年对“大直径”的寻求，现在要向“低缺点”“高良率”方向调整。
“良品率凹凸，决议了咱们的发展前途。在资料职业的成功是许多工艺的无数个细节渐渐沉淀出来的，需求人机结合重复试错堆集，而不是‘烧钱’速成的。”潘连胜说。
在技能人员探索下，经过重复性试验和精密化质量管控办法，神工股份已成功研制在无磁场辅佐下芯片用8英寸晶体(即晶圆根底资料)的低缺点成长技能，为下一阶段研制和量产芯片用12 英寸低缺点晶体打下良好根底。
到2021年上半年，神工股份具有31项专利，其间多项技能处于世界先进水平，公司研制投入为1946万元，同比添加268.5%，研制人员较上年同期添加17人。“未来会加强与同行的沟通协作，加强工业协同，尽力成为‘配套专家’，沿着‘专精特新’之路走下去。”潘连胜决心满满。
“获评国家级专精特新‘小伟人’企业，是对咱们的巨大鼓舞。”祝恩福对未来非常清醒，“咱们和世界同行还有很大距离，整体而言还处在追逐阶段。”他表明，未来会持续加大研制投入，强化人才队伍建造，悉心寻求杰出质量，夯实技能护城河。
据悉，凯美特气分期分批施行“电子特种气体项目”，将完结25套电子特气和混配气体出产加工设备的建造，向全方位的电子特气范畴延伸，构成业界具有较大影响力的专业电子特气和混配气体研制及出产加工基地，为扩展商场供应奉献力气。
霸占一座座堡垒，添补一个个国内空白，在强大我国半导体工业链的一起，招引优质外资、高端人才、先进技能，完结更高水平对外开放，为世界半导体工业链添加一种挑选，增强商场抵挡危险才干——专心的我国半导体“小伟人”蕴藏着大能量。
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