近年來，半導體產(chǎn)業(yè)正以前所未有的速度迅猛發(fā)展，成為全球經(jīng)濟和技術(shù)競爭的重要領(lǐng)域。隨著市場對高性能、高品質(zhì)半導體產(chǎn)品的需求呈現(xiàn)出爆炸性增長，全球各國都在加大投入，爭相研發(fā)新技術(shù)、新產(chǎn)品，爭奪半導體產(chǎn)業(yè)制高點，以期在競爭中占據(jù)有利地位。
在激烈的競逐中，中國多晶硅龍頭公司大全能源為“芯片突圍”立下新功。
5月7日，大全能源半導體級(芯片用電子級)多晶硅項目首批產(chǎn)品順利出爐，標志著我國在半導體原材料領(lǐng)域取得了重要突破，對打破國外技術(shù)壟斷、提升產(chǎn)業(yè)自給自足能力具有深遠的意義。
從進口依賴到?jīng)_破“卡脖子”難題
作為集成電路制造的核心原材料，半導體級多晶硅的純度、穩(wěn)定性和性能對最終產(chǎn)品的品質(zhì)具有決定性影響。
當前，8英寸、12英寸晶圓用多晶硅主要用于超大規(guī)模集成電路，其生產(chǎn)技術(shù)難度集中在生產(chǎn)過程中的精密控制、高度純化和嚴格的品質(zhì)管理等方面，生產(chǎn)工藝極其復雜。
為確保產(chǎn)品的純度和性能，生產(chǎn)過程中必須嚴格控制雜質(zhì)含量，這需要采用先進的提純技術(shù)和精密的檢測設(shè)備。此外，半導體級多晶硅的生產(chǎn)還涉及到復雜的化學反應和物理過程，需要精確控制溫度、壓力、反應時間等多維參數(shù)，精益求精。
由于具有極高的技術(shù)門檻，長期以來，12英寸直拉用多晶硅及8英寸區(qū)熔用多晶硅的技術(shù)和市場主要由德國、日本和美國為首的少數(shù)國際巨頭掌控，國內(nèi)半導體多晶硅材料供應不足，嚴重依賴進口，在技術(shù)和市場上都處于被動地位。
2021年，大全能源宣布在內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市建設(shè)20萬噸高純多晶硅項目和2.1萬噸半導體級硅基材料項目，開啟了半導體硅基材料研制的征途。大全能源著手解決的正是半導體多晶硅中的重要短缺產(chǎn)品--集成電路12英寸直拉用多晶硅及8英寸區(qū)熔用多晶硅。
2022年二季度，大全能源一期年產(chǎn)1000噸半導體級多晶硅項目正式開工。2023年9月，成立內(nèi)蒙古大全半導體有限公司進行獨立運營。
不同于光伏多晶硅，半導體多晶硅是一個極度追求過程穩(wěn)定的行業(yè)，對生產(chǎn)條件的要求更高。據(jù)大全能源介紹，芯片用電子級多晶硅的工程建設(shè)過程極其嚴苛，需對潔凈施工過程中的每一個環(huán)節(jié)進行點對點的管控，以實現(xiàn)質(zhì)量可追溯。
為了徹底消除質(zhì)量隱患，公司對生產(chǎn)芯片用電子級多晶硅的每個環(huán)節(jié)均制定完善的制度，并進行體系化管控，從項目設(shè)計、設(shè)備制造、管道安裝、廠房建設(shè)、工藝方案制作、員工操作等各個環(huán)節(jié)進行嚴格管控，最大程度減少金屬及非金屬等雜質(zhì)的引入。
經(jīng)過480多個日夜奮戰(zhàn)，終于成功出爐，見到了產(chǎn)品。這背后是全體大全人的默默研發(fā)與埋頭實干，不僅彰顯了國產(chǎn)半導體材料研發(fā)的雄厚實力，也為整體半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展注入了新動力。
這一突破不僅打破了長期以來美、日、歐等發(fā)達國家對中國的“技術(shù)封鎖”，更終結(jié)了我國在集成電路基礎(chǔ)原材料上完全依賴進口的局面。在我國集成電路硅材料長期受制于人的背景下，這一成就對于我國集成電路產(chǎn)業(yè)的自主發(fā)展具有至關(guān)重要的戰(zhàn)略意義。
內(nèi)蒙古大全半導體有限公司相關(guān)負責人表示，“首批產(chǎn)品順利出爐是大全技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級的重要成果，是質(zhì)量體系和生產(chǎn)運營體系高度融合的結(jié)果，下一步我們將進入質(zhì)量爬坡階段，并盡快進行產(chǎn)品分級驗證?！?/p>
深耕技術(shù)創(chuàng)新，引領(lǐng)電子級多晶硅國產(chǎn)化新路徑
整體視之，大全能源半導體級(芯片用電子級)多晶硅項目首批產(chǎn)品的順利出爐，意味著在電子級多晶硅國產(chǎn)化道路上取得了里程碑式的進展。
大全能源透露，產(chǎn)品雖然剛剛出爐，但近期已經(jīng)有多家國內(nèi)外下游客戶表達了合作意向，目前公司在積極溝通過程中。
值得關(guān)注的是，大全能源能獲得自主突破與其多年多晶硅領(lǐng)域的技術(shù)沉淀分不開。自2011年進入硅料產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，大全能源長期專注于高純多晶硅產(chǎn)品的研發(fā)，經(jīng)過十余年的自主研發(fā)、技術(shù)沉淀和創(chuàng)新突破，積累了覆蓋多晶硅生產(chǎn)全流程的核心技術(shù)。
據(jù)介紹，大全能源已掌握高純多晶硅的核心制備工藝，在冷氫化、精餾提純、三氯氫硅還原、尾氣處理、產(chǎn)品整理等工藝流程中積累了豐富的經(jīng)驗，持續(xù)引領(lǐng)多晶硅工藝技術(shù)發(fā)展。據(jù)悉，目前，大全能源對多晶硅純度已經(jīng)做到13個9。
技術(shù)不斷取得突破，大全能源的多晶硅新產(chǎn)能也迎來量級提升。截至2023年底，公司已形成年產(chǎn)20.5萬噸高質(zhì)量、低能耗、低成本的高純多晶硅產(chǎn)能，穩(wěn)居第一梯隊。
隨著2024年多晶硅產(chǎn)能的進一步釋放，大全內(nèi)蒙古包頭二期10萬噸多晶硅新增產(chǎn)能將于二季度投產(chǎn)。屆時，大全能源名義產(chǎn)能將達到30.5萬噸/年。
展望未來，伴隨著我國集成電路市場以及光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，多晶硅生產(chǎn)企業(yè)還將迎來更廣闊的發(fā)展前景。期待以大全能源為代表的行業(yè)先行者，持續(xù)深化電子級晶硅材料的國產(chǎn)化進程，打造具有中國特色的半導體硅材料品牌，進一步構(gòu)筑我國在全球半導體產(chǎn)業(yè)鏈中的競爭實力，鞏固高純晶硅產(chǎn)業(yè)的全球地位。
