每四部iPhone6 Plus 就有一部用华特气体

南方日报 记者 盛正挺  2016-05-25 09:17

台湾积体电路制造公司是iPhone6 Plus的唯一代工厂。据其测算,每四部iPhone6 plus中就有一部使用了南海一家民企的气体。这家民企叫广东华特气体股份有限公司(以下简称“华特气体”),位于南海里水。

手机生产和气体有什么关系?其实,包括手机在内的智能装备的“大脑”就是一个小小的芯片,也就是半导体集成电路。芯片上成千上万的电路线槽须用电子特种气体蚀刻而成。

由此不难理解,小到我们身上的银行卡、手机,大到卫星上天、导弹发射,实际上都和这些电子气体息息相关。

然而,几年前,国内电子气体市场基本被外资企业垄断,就是这家南海民企的潜心研发打破了这种被动局面。

“另类”的企业 用途广泛的产品

华特气体创建于上世纪90年代,前身是“广东省华南特种气体研究所有限公司”。2000年成立了华特气体集团。集团以佛山为产品研发基地,分别在广东、北京、江西、河北、浙江、陕西等地设立了13家控股公司,在加拿大及香港均设有分支机构。

与佛山众多的制造业企业相比,华特气体显得有些“另类”,因为它的产品是看不见、摸不着的气体;但实际上气体在工业生产中的用途十分广泛。

以手机生产为例,一部手机的生产要用到五六十种气体。例如,手机的按键和摄像头都是蓝宝石做的,做的过程中要用到三氯化硼;手机的边框是镁合金压铸,看上去致密且有光泽,因为它压铸的过程中使用了一种叫六氟化硫的气体;手机显示屏的原材料是零点几毫米厚的玻璃,多种气体在其表面反应、处理,才让它具备了显示的功能。

半导体芯片,也叫集成电路,是包括手机在内的智能设备的“大脑”。手机芯片上线槽的宽度是7纳米,是头发丝的几十万分之一。这种线槽显然不可能通过机械加工完成,实际上全部都是用气体加工。“我们公司就生产一种叫‘光刻’的气体,产生激光,对半导体芯片的表面进行加工,形成线槽。”华特气体总裁傅铸红说。

“造纸、玻璃、服装、手表、照明等,几乎各行各业都会用到气体。可以说,气体是一种非常重要的工业配套产品,没有气体,很多工业会直接停产。”傅铸红说,“气体的应用有时候也离我们很近。比如,我们去超市,有些食品需要保鲜,就用10多种气体对着食品吹,覆盖食品表面。这样一来,食品表面就没有氧气,细菌就无法存活,保鲜的目的就达到了。广州酒家做月饼就用我们的气体。”

华特气体现已成为国内最大的特种气体生产厂家及相关设备供应商之一,产品出口40多个国家和地区。仅在佛山,佛山照明、欧司朗、国星光电、美的、格力、格兰仕、志高、雪莱特、北汽福田、一汽大众等知名企业都是华特气体的客户。落户丹灶的广东省新能源汽车零部件基地,因研发氢能燃料电池涉及到氢气,也少不了华特气体的技术支持。

潜心钻研两年多 只为使纯度再提高0.099%

今年3月,华特气体拿到了一本沉甸甸的荣誉证书——“第十届(2015年度)中国半导体创新产品和技术”。当届评奖中,气体类奖项全国只有两个,华特拿下了其中之一。

华特气体拿下这个奖项的产品叫“高纯六氟乙烷”,其纯度为99.999%,所有8寸及8寸以上半导体集成电路的生产都必须使用这种气体。在获得上述国字号荣誉之前,其已经获得了多项省市的奖项。

六氟乙烷此前的纯度是99.9%,为了将其纯度提高0.099%,并稳定在“5个9”的纯度,傅铸红带着研发小组潜心钻研了两年多。“2010年初开始研发,全面走向市场是2012年10月。”

傅铸红表示,研发生产高纯六氟乙烷的难点有两个,“一是提纯,要去除气体中的水、二氧化碳等各种杂质,太困难了;二是提纯后要保证品质稳定,产品生产出来后要储存、运输等,稍有不慎,纯度立马下降,这是国际性难题。”

通过使用低温精馏、分子筛等技术,反复试验、查找漏洞、改进方案,华特气体将六氟乙烷提纯到99.999%。

“我们现在说得很简单,但研发过程非常复杂。低温精馏涉及到各种参数,在线监控必须做得十分精准;分子筛有很多种,根据客户对产品的不同要求,我们要选取不同的分子筛,这一切都要靠我们研发人员的技术来实现。影响纯度的因素太多了,每一次失败后,我们都要重新回头一个环节一个环节地检查,看看问题出在哪里,然后研究解决方案。”傅铸红说,在研发高纯六氟乙烷的过程中,大的方案调整不下五六次,而小修小改“已经无法统计”。

为保证气体纯度不改变,华特气体对储存六氟乙烷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,再加热、抽真空。“一般的企业做不到0.1微米这个水平。”

“电子特种气体方面,我们的技术是国内第一。”傅铸红表示,国内90%8寸及8寸以上半导体集成电路制造商都是我们的客户,包括全球最大的集成电路代工商——台湾积体电路制造公司,中国内地规模最大、技术最先进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、上海华虹宏力半导体制造有限公司、武汉新芯集成电路制造有限公司等。

打破外资垄断 国内市场占有率约50%

电子气体是半导体元器件制造的基础材料,在微电子、光电子器件生产过程中,从芯片的生产到最后器件的封装,几乎每一步、每一个环节都离不开电子气体。在一些敏感领域,如航空航天、军事工业等方面,也都需要大量用电子气体制造的高质量电子元器件。2011年的一份《关于中国电子气体产业的调查》显示,我国半导体产业链的上半截基本在国外——靠跨国企业提供电子气体。

华特气体对电子特种气体的研发,打破了外资企业对中国市场的垄断。

“电子特种气体,像高纯六氟乙烷,过去基本上100%都是美国、日本等外资企业的天下,以前他们售价很高。现在我们的产品出来了,品质不输过他,价格还比他们便宜,服务也比他们好,迫使他们把价格下调了一半左右。”傅铸红说,华特气体的高纯六氟乙烷目前已从外资企业手中夺下一半市场,国内市场占有率约为50%。虽然气体占芯片生产的成本比例不高,但却解决了被外资企业“卡脖子”的情况。

尤其是,电子特种气体过去被美国、日本、韩国的公司控制,已经危及到国家的战略安全。“因为你搞导弹发射、卫星上天,都必须用到芯片。可是做芯片的气体需要从国外进口,国外如果不希望你发展得很快,就可以通过控制这个产品来控制你。”

2011年3月11日,日本福岛核电站发生事故,很多日本气体企业因此停产,国内多家半导体集成电路制造商就因此停产,损失巨大。为此,2012年,我国将8寸及8寸以上超大规模集成电路所需气体国产化项目列为国家重点战略项目,华特气体成为国内第二家参与这个计划的民营企业。

2013年开始,广东省发改委制定计划,拟发展新一代柔性、透明、可穿戴的显示屏,其涉及的所有气体也都由华特气体研发。

“2014年,进口半导体芯片2580多亿美金,超过石油的进口,变成进口单项最多的产品。所以,国家工信部去年又成立了一个大基金,第一批拿出1300多亿元,专门扶持半导体集成电路研发生产,我们也参与其中。”傅铸红说。

在气体配套设备制造、工程施工安装方面,华特气体通过不断研发创新,根据客户需要设计生产汽化器、低温液体泵以及承接气体配套工程施工、安装等一体化解决方案。华特气体研发的低温液体罐,替代了美国的同类产品。

对话

“被外企卡着脖子我很不甘心”

如果说石油是工业的血液,那么电子气体就是半导体产业的血液。电子气体属于“高、精、尖”领域,既要直接与强大的国外企业竞争,又没有资源便宜可占,其生产必须有自主技术来支撑。傅铸红在这一行潜心钻研了15年,诠释了工匠精神的坚守和突破。

南方日报:我们一般说的制造业,都是实体产品,但是华特的产品很特殊,是气体。这对生产技术的要求是否更高?

傅铸红:是的。就像供电、供水一样,特种气体是现代工业重要的基础原料。我们也是制造业,但是我们的产品是看不见、摸不着的,所以,我们产品的研发生产更加精密、更有难度。

一般的制造业企业,它的产品是实物,如果有问题,你可以去查看到底哪个部件出问题了;但是,我们的产品看不见、摸不着,发现有问题后,不知道问题在哪。整个研发、生产、检测的过程都是不可见的,你看不到,所以难度非常大。

南方日报:您从事气体的研发生产多久了?面对国外的技术垄断等,是什么力量支撑您一直坚守?

傅铸红:我研究特种气体15年了。我觉得做实业就要能甘于寂寞、持之以恒地专注于自己的领域,要沉下心来钻研,精益求精。

在电子特种气体方面,我们和国外还是有一定差距。过去我们经常被国外卡着脖子,不卖或者高价卖给我们,我很不甘心。我们研究出来,就可以打破国外的封锁,让下游节省成本。像准分子激光气体,可以用于治疗近视眼。以前100%被国外控制,深圳眼科医院做一次视力矫正手术大概要3万元;后来我们研究出来了,现在做手术也就四五千元。我觉得很有成就感。

手记

在“虚无缥缈”中踏实钻研

由于原材料高度的对外依赖性,国外电子气体企业打个喷嚏,中国的半导体等产业就要感冒。据了解,受金融危机影响,2008年全球半导体产业仅下跌了2.8%,国内产业增速便随之下滑0.4%,出现首次负增长。

有人形容,如果上游电子气体技术没有突破的话,整条半导体产业链就像是在海边堆沙,海浪一来就冲没了。由此可见,电子气体对半导体产业、电子信息产业的重要性。因此,我们也庆幸有傅铸红这样的工匠坚守在这一领域,不懈研发,不断突破。

傅铸红目前已是华特气体的总裁,更多精力转向企业管理;但他还是经常去车间。而且,他还兼着整个公司品质管理的工作。

“从储存气体的钢瓶到各种气体的研发、生产、检验,对气体品质可能产生影响的节点,上下衔接都要做到精益求精,不能出一丝偏差,关键要控制哪些指标,我们分得非常细。”他说,在研发高纯六氟乙烷的两年多时间里,碰到难题时,他经常和研发团队在实验室没日没夜地找问题、改方案,经常做梦都梦到在讨论气体。

傅铸红说,把工作和爱好结合起来是一件幸福的事。他觉得,做气体的研发每天都能学到很多新的知识。“因为气体的应用涉及到很多不同的行业,如果要满足电光源客户的需求,我们就需要研究电光源。了解的过程,就是一次学习的过程。了解透彻,才能更准确地了解客户,才能更精准地占领市场。”

虽然他们研发的是虚无缥缈的气体,但是他们觉得做得特别踏实。傅铸红表示,要把华特气体做成行业内亚太区最大的公司。


编辑 万稳龙
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