河南超纯金属如何连通芯世界
——来自河南国玺超纯新材料股份有限公司的调研报告
河南日报客户端记者 张海涛 王冰珂 河南日报社全媒体记者 王磊彬
正在改变世界的芯片,离不开超纯金属制成的导线。这些细到肉眼看不见的金属,就是当下人类能得到的最纯金属。
超纯金属,到底有多纯?
在河南国玺超纯新材料股份有限公司(以下简称“国玺超纯”),现在的最新答案是99.999999%。一连串的9,标注着一种极致的追求。
国玺超纯,是平顶山市宝丰县一家从事铜、锌提纯的金属材料企业,由其生产的高纯铜、高纯锌超纯金属原材料和铸锭、单晶材料、靶坯、颗粒等产品,广泛应用于微电子、光电子、半导体、新能源等先进制造与尖端科研领域。
6N5、7N(N为英文nine的简称,代表纯度,N越多表示纯度越高)超纯铜产销量位居世界前列,高纯铜提纯技术国内领先……历经10年磨砺,国玺超纯在新材料领域成就不凡,在新赛道上破浪前行。
河南国玺超纯新材料股份有限公司生产线。 河南日报社全媒体记者 朱哲 摄
纯度
从99.99%到99.999999%
地处中原腹地的国玺超纯,从默默无闻到与风云激荡的全球芯片市场紧密相连,走过了10年艰辛历程。
2012年到2015年,是国玺超纯的起步阶段,主要生产超纯锌产品,从4N做到5N再到6N,技术一直领跑国内。但是产品研发出来后,市场却没有想象中的乐观。
“没有市场的创新是不可持续的,我们便转换赛道,发掘应用市场广阔的提纯金属产品,就把目光聚焦到了超纯铜领域。”国玺超纯总经理陈煜宏回忆。
超高纯铜产品。河南日报社全媒体记者 朱哲 摄
超纯铜之所以有广阔市场,主要在于它的两个属性:一是超纯化之后,其电学属性会改变,主要表现在电阻能减少3%到5%;二是铜的延展性比较好,延展性接近黄金,同时其电导率又接近白银,在工业应用方面具有替代作用。
“2015年到2018年,公司把铜的纯度从99.99%做到99.9999%时,中间经历了一段技术瓶颈期。”陈煜宏说,在资金困难的情况下,公司研发团队反复实验,在试错中不断提升工艺水平,终于在2020年下半年实现了从量变到质变的突破,公司产品从99.9999%做到6N5,后来做到了99.99999%(7N)。2021年上半年,国玺超纯超纯铜在芯片领域得到了应用。客户把公司产品做成铜靶材之后,运用在7纳米、5纳米、3纳米的芯片上。目前,公司90%以上的产品用于出口。
通过近几年的发展,国玺超纯不断提升核心竞争力,不仅拥有了自主核心技术,还积极打造核心产品,走在了超纯金属材料技术革新前沿,成为细分行业的标杆。企业产品具备了国际市场竞争能力和国内市场进口替代的能力。
国玺超纯研发的超纯锌6N、超纯铜7N,目前已实现规模化生产,部分超纯铜8N达到了量产。在国际超纯铜领域同产业巨头美国霍尼韦尔公司、日本日矿公司等在同一赛道竞争。6N5、7N超纯铜已具备替代美国、日本相关公司产品的能力。
深度
从心无旁骛到国内领先
产品的纯度,源于国玺超纯在超纯金属领域耕耘的深度。
国玺超纯发展迅速,得益于企业上下心无旁骛地做一件事,通过持续创新研发,不断开拓市场,实现了螺旋式上升。
“科学家精神就是不断探索和实践,勇于另辟蹊径。”陈煜宏说,他们不断地耕耘,付出了大量心血和汗水,在不断寻找规律、寻找方法。
国玺超纯先后与清华大学、郑州大学、大连理工大学、松山湖材料实验室等国内重点院校、实验室强强联合,瞄准材料领域基础科学前沿问题,开展铜基材料产业化应用等多项合作。
通过自主开发,国玺超纯已经完全掌握了高纯铜、超高纯铜的提纯技术、生产工艺,高纯铜在金属纯度方面已经处于国内领先地位。