十年磨一“片”

【資料圖】

——看石家莊高新技術(shù)企業(yè)普興電子如何突破半導(dǎo)體技術(shù)難題

近日，河北普興電子科技股份有限公司工作人員正在裝取碳化硅外延片。 河北日?qǐng)?bào)通訊員 張曉峰攝

走進(jìn)石家莊市鹿泉區(qū)河北普興電子科技股份有限公司，眼前的碳化硅外延片，如同透明的CD唱片，滿滿的科技范兒。它的作用可不容小覷，如果把制造芯片比作蓋房子，這就是房子的框架。

如今，普興電子的碳化硅外延片產(chǎn)量，位居全國(guó)前列。很難想象，就在20多年前，這家企業(yè)連擦設(shè)備的布都要依賴進(jìn)口。

2006年，在國(guó)內(nèi)率先量產(chǎn)6英寸硅外延片；

2010年，在國(guó)內(nèi)率先量產(chǎn)8英寸硅外延片；

2014年，自主研發(fā)出第一套國(guó)產(chǎn)外延爐；

2020年，在國(guó)內(nèi)率先量產(chǎn)6英寸碳化硅外延片；

…………

10多年鍥而不舍，普興電子用事實(shí)印證——

關(guān)鍵核心技術(shù)是要不來(lái)、買(mǎi)不來(lái)、討不來(lái)的，唯一出路就是埋頭苦干，自主創(chuàng)新。

一次自主研發(fā)的啟示——

“創(chuàng)新就是九死一生，保持定力才能攻克難關(guān)”

時(shí)間轉(zhuǎn)回到2005年。那一年，5英寸硅外延片市場(chǎng)正火，有貨就不愁賣。

不缺市場(chǎng)的普興電子，卻斥巨資從國(guó)外進(jìn)口了一臺(tái)生產(chǎn)6英寸產(chǎn)品的新單片爐設(shè)備。當(dāng)時(shí)，企業(yè)一年的銷售收入只有四五千萬(wàn)元。

一時(shí)間，質(zhì)疑聲四起：“賣得好好的，為啥給自己找難題？”“這么貴，收得回成本嗎？”

公司總經(jīng)理陳秉克態(tài)度堅(jiān)決，因?yàn)樗钪骸皼](méi)有核心技術(shù)，就永遠(yuǎn)拿不到產(chǎn)業(yè)話語(yǔ)權(quán)。”

那時(shí)，國(guó)內(nèi)6英寸硅外延片的技術(shù)瓶頸還未突破，生產(chǎn)技術(shù)沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可循，只能摸著石頭過(guò)河。

科研人員埋頭苦干幾個(gè)月，第一批產(chǎn)品終于出來(lái)了。然而，就在大家滿心歡喜慶祝的時(shí)候，問(wèn)題來(lái)了。

“明明出廠檢測(cè)合格，可到了用戶那里，就會(huì)出現(xiàn)探測(cè)不到的缺陷?！备笨偨?jīng)理袁肇耿回憶起來(lái)仍然感到痛心。

最嚴(yán)重的一次，發(fā)了5000片貨，退回來(lái)2500片。一氣之下，他們把這些不合格產(chǎn)品砸碎，報(bào)廢處理。

橫在普興電子面前的，是一道道技術(shù)難題，如同一座座大山擋住了前進(jìn)的道路。

那段日子，讓陳秉克終生難忘。最難的時(shí)候，企業(yè)年底利潤(rùn)是負(fù)數(shù)，他心有不甘：“必須搞出自己的技術(shù)！”

自打那時(shí)候起，實(shí)驗(yàn)室的燈就沒(méi)熄過(guò)。十四五位科研人員，心里都憋著一口氣，大家輪流倒班，發(fā)起技術(shù)攻關(guān)。

問(wèn)題出在哪兒？襯底拋光去除量不夠、工藝過(guò)程參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確、損傷層去除不均勻、反應(yīng)腔處理?xiàng)l件不合理……大家一個(gè)個(gè)查找，一個(gè)個(gè)解決。

一次又一次，光做試驗(yàn)的硅外延片，就報(bào)廢了一萬(wàn)多片?！岸际清X(qián)啊，一片片砸進(jìn)去，一點(diǎn)響都聽(tīng)不到?！贝蠹倚睦餂](méi)底。

這項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)屬于空白，沒(méi)有人知道要投入多少，也沒(méi)有人知道要堅(jiān)持多久。

但沒(méi)有一個(gè)人氣餒。

嘗試，失??；再嘗試，再失敗……摸索了一年時(shí)間，終于找到新的檢測(cè)方法，缺陷率控制住了。

2006年，普興電子終于通過(guò)自主研發(fā)，在全國(guó)率先批量生產(chǎn)出性能穩(wěn)定的6英寸硅外延片。

核心技術(shù)帶來(lái)了源源不斷的訂單。“最火的時(shí)候，客戶帶著現(xiàn)金住在廠里等著提貨?！痹毓⑿χf(shuō)。

“創(chuàng)新就是九死一生。保持定力，才能攻克一個(gè)個(gè)技術(shù)難關(guān)?！被赝嵌谓?jīng)歷，袁肇耿深有感觸。

一次勇敢突圍的成長(zhǎng)——

“設(shè)備依賴外國(guó)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展就會(huì)受制于人”

潔凈廠房的操作區(qū)內(nèi)，8英寸硅外延片正在外延爐里靜靜生長(zhǎng)。顯示屏上燈光閃爍，技術(shù)人員認(rèn)真觀察各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)運(yùn)行情況。

“這套設(shè)備，是我們自主研發(fā)的?！逼张d電子生產(chǎn)部副部長(zhǎng)許斌武話語(yǔ)里滿是自豪。

2012年，訂單直線攀升，普興電子準(zhǔn)備擴(kuò)大產(chǎn)能。然而，興沖沖地去國(guó)外買(mǎi)設(shè)備的工作人員卻被絆住了，談了3個(gè)多月都沒(méi)談下來(lái)。

“賣給我們的是淘汰設(shè)備，價(jià)格卻比先進(jìn)型號(hào)高，還提出先付錢(qián)、不保證交付期等不合理?xiàng)l件?！痹S斌武說(shuō)。

“設(shè)備依賴外國(guó)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展就會(huì)受制于人?！逼张d電子下定決心：“自己研發(fā)！”

可是，自主研發(fā)設(shè)備，談何容易？這是一個(gè)龐大的系統(tǒng)，集機(jī)、電、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化控制等技術(shù)為一體，所涉知識(shí)密集、學(xué)科眾多，硬件、軟件要求高。

高精度的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，一度成為“攔路虎”?！靶D(zhuǎn)平穩(wěn)度差之毫厘，硅片從片籃傳送到反應(yīng)室就會(huì)發(fā)生偏移，生產(chǎn)出的產(chǎn)品就報(bào)廢了?！痹毓⒄f(shuō)。

光這一個(gè)小環(huán)節(jié)，研發(fā)人員就用了近半年時(shí)間反復(fù)試驗(yàn)。最終，請(qǐng)來(lái)編程專家一點(diǎn)點(diǎn)調(diào)整參數(shù)，終于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。

就這樣，一項(xiàng)項(xiàng)工藝反復(fù)調(diào)整，一個(gè)個(gè)部件精雕細(xì)琢，樣機(jī)終于在兩年后成功問(wèn)世，實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)設(shè)備的突破。

沒(méi)想到，成本下降了一半，但推廣卻遭遇難題。有人懷疑，不會(huì)是樣子貨吧？也有人對(duì)國(guó)產(chǎn)設(shè)備不信任，說(shuō)還是用進(jìn)口的靠譜。

信任，不是說(shuō)出來(lái)的，而是做出來(lái)的。他們免費(fèi)提供樣片，做可靠性驗(yàn)證，努力提供比進(jìn)口品牌更誠(chéng)摯的服務(wù)。

兩年以后，袁肇耿明顯感到用戶對(duì)國(guó)產(chǎn)設(shè)備態(tài)度的轉(zhuǎn)變——“從不信任到愿意嘗試了”。

“研發(fā)的過(guò)程，也讓我們對(duì)設(shè)備有了更深刻的理解，便于更好地改進(jìn)生產(chǎn)工藝?！痹毓⒄f(shuō)，比如改善感應(yīng)線圈結(jié)構(gòu)，能使生產(chǎn)效率提高15%；改進(jìn)進(jìn)氣裝置，使氣場(chǎng)一致性提高10%。

一種創(chuàng)新攻堅(jiān)的決心——

“不能總是跟跑，要奮力實(shí)現(xiàn)并跑、領(lǐng)跑”

來(lái)到青山環(huán)抱中的普興電子新外延材料產(chǎn)業(yè)基地，一座座高大的白色現(xiàn)代化廠房拔地而起。

“全部達(dá)產(chǎn)后，整體產(chǎn)能將擴(kuò)大三倍，年產(chǎn)值達(dá)到30多億元?！痹毓⒔榻B。

如今，普興電子已成長(zhǎng)為國(guó)家級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)，也是河北省第一批縣域特色產(chǎn)業(yè)集群“領(lǐng)跑者”企業(yè)。

這些年來(lái)，從第一代到第三代半導(dǎo)體材料，一批批實(shí)現(xiàn)“零的突破”的科研成果從這里源源走出。在國(guó)內(nèi)率先穩(wěn)定量產(chǎn)8英寸硅外延片；率先研制出碳化硅外延片……硅外延及碳化硅外延產(chǎn)品國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率超25%以上。

不光要突破技術(shù)、設(shè)備，普興電子還要“打造”國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。目前，該企業(yè)正參與制定碳化硅缺陷檢測(cè)方法等三項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

不創(chuàng)新不行，創(chuàng)新慢了也不行。袁肇耿總有一種緊迫感：“半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，不能總是跟跑，要奮力實(shí)現(xiàn)并跑、領(lǐng)跑！”

普興電子一直在奔跑，每年投入大量資金進(jìn)行新技術(shù)研發(fā)，目前正加快研發(fā)第四代半導(dǎo)體材料，未來(lái)將應(yīng)用在5G通信、高速軌道交通等領(lǐng)域。

不怕失敗，艱苦磨礪。普興電子10多年來(lái)的發(fā)展歷程，標(biāo)記出高新技術(shù)企業(yè)勇攀高峰、不斷攻克前沿技術(shù)的鮮明足印。（河北日?qǐng)?bào)記者 周潔 張曉超）