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华特气体:电子特气国产化“先锋”
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华特气体:电子特气国产化“先锋”

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【摘要】:
潜心研发两年后,南海企业广东华特气体股份有限公司(以下简称“华特气体”)将一种名为六氟乙烷的电子气体纯度从99.9%提升到99.999%,一举打破国外厂商在该产品上的垄断,迫使其下调售价,并”虎口夺食“,抢下国内高纯六氟乙烷六成以上的市场,产品同时出口韩国、台湾、新加坡等地。       高纯六氟乙烷可被用作蚀刻剂,以直径仅为头发丝几千分之一的线宽在晶圆表面“勾勒”出手机、计算机等“大脑”芯片的“

     潜心研发两年后,南海企业广东华特气体股份有限公司(以下简称“华特气体”)将一种名为六氟乙烷的电子气体纯度从99.9%提升到99.999%,一举打破国外厂商在该产品上的垄断,迫使其下调售价,并”虎口夺食“,抢下国内高纯六氟乙烷六成以上的市场,产品同时出口韩国、台湾、新加坡等地。

 

      高纯六氟乙烷可被用作蚀刻剂,以直径仅为头发丝几千分之一的线宽在晶圆表面“勾勒”出手机、计算机等“大脑”芯片的“脑回路”。凭借这一创新产品,华特气体被许以2015年度中国半导体创新产品和技术的荣誉称号。

 

    “目前,国内8英寸及以上集成电路的制造商,90%都是我们的客户。”华特气体总经理傅铸红说,凭借强劲的研发实力、激励机制,以及“每瓶必检”的质量管理体系,华特气体不仅保持着每年推出12个新产品的速度,还作为唯一的电子气体企业,登上2017年中国电子材料行业电子化工材料专业十强榜单。

 

      国际巨头口中“夺食”▶▷细分领域国内市场占比达六成

 

      高纯六氟乙烷,是华特气体的得意之作。这种气体常被用作蚀刻剂,通过辉光放电,以直径相当于头发丝几千分之一的线宽(纳米级别)在晶圆表面精准蚀刻出成千上万条线路。

 

      正是因为它的存在,指甲盖大小的一块半导体芯片上,沟壑纵横。业内人笑称:能“装”下一座城市。现在,几乎所有8英寸及以上的半导体集成电路的生产都要用到高纯六氟乙烷。

 

       这种纳米级别的蚀刻,对气体的纯度要求自然也高,华特气体潜心研发了两年,将六氟乙烷的纯度从99.9%提升至99.999%,这一产品被评为第十届(2015年度)中国半导体创新产品和技术。

 

       但让傅铸红更为自豪的是,华特气体研发出了“五个九”的国产高纯六氟乙烷,打破了国内同种产品被美、日企业垄断的局面,从外资企业“虎口夺食”。

 

     “此前类似高纯六氟乙烷的电子特种气体售价很高,我们的产品出来后,由于品质不输、价格便宜,服务也比他们好,迫使国外企业把价格下调了一半。”傅铸红说,目前,在高纯六氟乙烷上,华特气体已占据国内市场的六成以上,产品同时出口韩国、新加坡等国家。

 

      特种气体因对纯度要求高、特定杂质的限定非常苛刻,被视作工业气体的“特种兵”,类似高纯六氟乙烷这样用于半导体工业的电子气体是特种气体的一类,被称为半导体材料的“粮食”和“血液”。事实上,特种气体的应用范围十分广泛。

 

      据统计,应用在8寸以上半导体芯片制造的单质气体品种达80多种,气体占到液晶面板制造成本近3%5%。如,超高纯氨可以合成化合物半导体,生产LED;高纯甲烷分解后能生产石墨烯;六氟化硫可辅助镁合金压铸,形成手机边框;手机屏幕从玻璃变为显示屏,也需要多种气体在屏幕上发生反应等等。

 

      而华特气体的客户,也几乎覆盖了相关行业的领军企业。

 

       傅铸红介绍,半导体芯片领域,“国内8英寸及以上集成电路的制造商,90%左右都是我们的客户”。这包括全球最大的集成电路代工厂之一台湾积体电路制造公司,和中国内地规模最大的集成电路芯片制造企业中芯国际集成电路制造有限公司等。

 

    液晶面板领域,华特气体客户是京东方科技集团股份有限公司、柔宇科技等,在今年上半年,京东方刚刚超越三星集团成为全球第二大电视面板厂商。

 

    现在,华特气体自主研发了高纯度六氟乙烷、、稀混光刻气体、高纯二氧化碳、高纯八氟丙烷等多种气体等多种气体,众多产品不仅部分替代进口,还出口到世界50多个国家和地区。

 

    产品出炉要过多道坎▶▷电子特气每瓶必检

 

    在使六氟乙烷的纯度达到99.999%后,如今的华特气体又进了一步——将六氟乙烷的纯度再度拔高至99.9995%。杂质含量低至0.0005%,相当于1吨水中,仅有不到5克的杂质。

 

    纯度对特种气体的应用有多重要?傅铸红举了一例。华特气体自主研发的用于治疗近视眼的准分子激光气体,其原理在于利用气体产生的激光能量削薄眼角膜。必须精准控制气体发生作用产生波长为193纳米的准分子激光,才能保证仅切割角膜而周围的生物组织不会损伤。“气体中任何一种杂质超标都可能影响波长,手术就没法做了。”傅铸红说。

 

    能达到这种精度,是华特气体使用低温精馏、吸附、分子筛等技术,反复试验、查找漏洞、改进方案的结果。“难点很多,比如低温精馏纯化过程,如何精准控制各类参数,如何彻底分离密度、沸点十分接近的一氧化碳、氮气等。这些都靠我们自己一一破解。”傅铸红说。

 

    现在,华特气体能根据不同客户的要求,对影响客户使用的杂质组分进行有针对性的定向去除,在纯度上实行个性化生产。这更意味着在提纯工艺上对各类参数极其精准的把控。

 

    但提纯仅是生产特种气体的第一道坎,提纯后还必须保证气体纯度长期稳定,贮藏、运输过程中不被污染。只有气体即将用在客户的生产线上,其纯度还与气体入瓶时保持一致,才不至于功亏一篑。

 

    为此,华特气体对盛装电子气体的钢瓶内壁进行抛光、粗磨、精磨,使内壁光洁度表面凸起不超过0.1微米;然后用特制的溶液清洗内壁,加热、抽真空。事实上,华特气体对充装高纯、超纯气体的容器内壁都会进行表面光洁处理、表面洁净处理、表面附着物处理、内部干燥处理等,有些还会进行镀镍、钝化等处理,以避免二次污染。

 

    不仅如此,华特气体还在最终成品环节,对普通工业气体20%抽检、对电子特气每瓶必检,建立起完善的质量管理系统。

 

    每年推出1—2个新产品▶▷研发实力全国第一

 

    在高纯度六氟乙烷获奖后的第二年,华特气体又凭借高纯三氟甲烷(99.999%)获得2016年度中国半导体创新产品和技术奖。

 

    1993年企业创立,2002年企业确定以特种气体为发展方向。多年积累,华特气体自主研发生产十多种气体,包括全系列高纯氟碳气体,高纯二氧化碳、超高纯氨以及稀混光刻气等电子混合气体,研发的低温液体罐也成功替代美国同类产品。截至201612月底,华特气体已取得专利42项,其中发明专利12项,实用新型专利29项,外观设计专利1项。

 

    “国内同行中,在特种气体的自主研发、生产、销售上,华特气体排在第一位,我们拥有最多自有产品。”傅铸红说,在强有力的研发团队的支撑下,华特气体保持着每年推出12个新产品的速度。

 

    “华特气体永远不缺研发方向。”傅铸红说,华特气体每个月都会和自己的高端客户面对面交流,交换行业前沿信息,改进技术、储备技术。另外,华特气体拥有一支30多人的,由硕士、博士、相关领域高级工程师组成的高素质研发团队。更重要的,是华特气体在鼓励自主研发、技术改造方面已形成相对完善的机制。

 

    目前,华特气体研发中心从实验、小试、中试到量产都具有完善的工作计划、资金预算和管理制度,并根据项目内容制订了相应的《绩效考核表》。不仅如此,华特气体还设立研发项目奖励,在产品销售后还会给予研发人员一定提成。

 

    就在不久前,华特气体被中国电子材料行业协会评为第二届(2017年)中国电子材料行业电子化工材料专业十强企业,是其中唯一一家生产特种气体的企业。

 

    ■记者手记

 

    机会只青睐有准备之人

 

    2011年,一篇《关于中国电子气体产业的调查》的文章称:中国半导体产业链,半截在国外。彼时,国内半导体材料生产的“粮食”和“血液”——电子气体全部由国外输送。

 

    也正是在这一年,华特气体迎来其发展历史上最重大的转折。由于当年日本福岛核电站发生事故,很多日本特种气体企业停产,全球最大的集成电路制造服务商台湾积体电路制造股份有限公司(以下简称“台积电”)面临气体“断炊”之虞。一通扫描之下,华特气体进入其视野。

 

    但这份“幸运”是华特气体争取过来的。华特气体总经理傅铸红回忆,2002年华特气体已将电子特种气体作为重要发展方向,一方面在研发上下功夫,另一方面努力开拓市场,不断向台积电等寻求合作。

 

    在与台积电合作后,很快华特气体就证明了自己的实力——2012年,纯度达99.999%的六氟乙烷全面走向市场,在被国外厂商垄断的中国特种气体市场“撕”开了一个口子,一路攻城略地,占领了六成市场。

 

    这种强劲的研发实力也使华特气体迅速在国内特种气体市场上“一枝独秀”。

 

    现在,华特气体也在时刻准备着——从紧跟客户需求实时更新技术储备,到花费大力气建立机制鼓励研发和创新,更多的可能性正在他们不断推出的新产品中孕育。这家拥有20多年历史的企业正迸发着年轻的活力。

 

    ■企业金句

 

    华特气体至少有两套比较好的机制:第一,我们不断与高端客户面对面交流,更新行业前沿信息,进行技术储备。通过对市场的了解,提前研发未来的产品。第二,我们不仅有专门针对研发的奖励,研发人员还能享受产品产业化后的红利。通过他们,将华特气体的产品做稳、做好。

 

                                             ——华特气体总经理傅铸红