河南超純金屬如何連通芯世界
【資料圖】
——來自河南國璽超純新材料股份有限公司的調(diào)研報告
河南日報客戶端記者 張海濤 王冰珂 河南日報社全媒體記者 王磊彬
正在改變世界的芯片，離不開超純金屬制成的導(dǎo)線。這些細(xì)到肉眼看不見的金屬，就是當(dāng)下人類能得到的最純金屬。
超純金屬，到底有多純？
在河南國璽超純新材料股份有限公司（以下簡稱“國璽超純”），現(xiàn)在的最新答案是99.999999%。一連串的9，標(biāo)注著一種極致的追求。
國璽超純，是平頂山市寶豐縣一家從事銅、鋅提純的金屬材料企業(yè)，由其生產(chǎn)的高純銅、高純鋅超純金屬原材料和鑄錠、單晶材料、靶坯、顆粒等產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于微電子、光電子、半導(dǎo)體、新能源等先進(jìn)制造與尖端科研領(lǐng)域。
6N5、7N（N為英文nine的簡稱，代表純度，N越多表示純度越高）超純銅產(chǎn)銷量位居世界前列，高純銅提純技術(shù)國內(nèi)領(lǐng)先……歷經(jīng)10年磨礪，國璽超純在新材料領(lǐng)域成就不凡，在新賽道上破浪前行。
河南國璽超純新材料股份有限公司生產(chǎn)線。 河南日報社全媒體記者 朱哲 攝
純度
從99.99%到99.999999%
地處中原腹地的國璽超純，從默默無聞到與風(fēng)云激蕩的全球芯片市場緊密相連，走過了10年艱辛歷程。
2012年到2015年，是國璽超純的起步階段，主要生產(chǎn)超純鋅產(chǎn)品，從4N做到5N再到6N，技術(shù)一直領(lǐng)跑國內(nèi)。但是產(chǎn)品研發(fā)出來后，市場卻沒有想象中的樂觀。
“沒有市場的創(chuàng)新是不可持續(xù)的，我們便轉(zhuǎn)換賽道，發(fā)掘應(yīng)用市場廣闊的提純金屬產(chǎn)品，就把目光聚焦到了超純銅領(lǐng)域。”國璽超純總經(jīng)理陳煜宏回憶。
超高純銅產(chǎn)品。河南日報社全媒體記者 朱哲 攝
超純銅之所以有廣闊市場，主要在于它的兩個屬性：一是超純化之后，其電學(xué)屬性會改變，主要表現(xiàn)在電阻能減少3%到5%；二是銅的延展性比較好，延展性接近黃金，同時其電導(dǎo)率又接近白銀，在工業(yè)應(yīng)用方面具有替代作用。
“2015年到2018年，公司把銅的純度從99.99%做到99.9999%時，中間經(jīng)歷了一段技術(shù)瓶頸期。”陳煜宏說，在資金困難的情況下，公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，在試錯中不斷提升工藝水平，終于在2020年下半年實(shí)現(xiàn)了從量變到質(zhì)變的突破，公司產(chǎn)品從99.9999%做到6N5，后來做到了99.99999%（7N）。2021年上半年，國璽超純超純銅在芯片領(lǐng)域得到了應(yīng)用。客戶把公司產(chǎn)品做成銅靶材之后，運(yùn)用在7納米、5納米、3納米的芯片上。目前，公司90%以上的產(chǎn)品用于出口。
通過近幾年的發(fā)展，國璽超純不斷提升核心競爭力，不僅擁有了自主核心技術(shù)，還積極打造核心產(chǎn)品，走在了超純金屬材料技術(shù)革新前沿，成為細(xì)分行業(yè)的標(biāo)桿。企業(yè)產(chǎn)品具備了國際市場競爭能力和國內(nèi)市場進(jìn)口替代的能力。
國璽超純研發(fā)的超純鋅6N、超純銅7N，目前已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，部分超純銅8N達(dá)到了量產(chǎn)。在國際超純銅領(lǐng)域同產(chǎn)業(yè)巨頭美國霍尼韋爾公司、日本日礦公司等在同一賽道競爭。6N5、7N超純銅已具備替代美國、日本相關(guān)公司產(chǎn)品的能力。
深度
從心無旁騖到國內(nèi)領(lǐng)先
產(chǎn)品的純度，源于國璽超純在超純金屬領(lǐng)域耕耘的深度。
國璽超純發(fā)展迅速，得益于企業(yè)上下心無旁騖地做一件事，通過持續(xù)創(chuàng)新研發(fā)，不斷開拓市場，實(shí)現(xiàn)了螺旋式上升。
“科學(xué)家精神就是不斷探索和實(shí)踐，勇于另辟蹊徑。”陳煜宏說，他們不斷地耕耘，付出了大量心血和汗水，在不斷尋找規(guī)律、尋找方法。
國璽超純先后與清華大學(xué)、鄭州大學(xué)、大連理工大學(xué)、松山湖材料實(shí)驗(yàn)室等國內(nèi)重點(diǎn)院校、實(shí)驗(yàn)室強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，瞄準(zhǔn)材料領(lǐng)域基礎(chǔ)科學(xué)前沿問題，開展銅基材料產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用等多項(xiàng)合作。
通過自主開發(fā)，國璽超純已經(jīng)完全掌握了高純銅、超高純銅的提純技術(shù)、生產(chǎn)工藝，高純銅在金屬純度方面已經(jīng)處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。
高純鋅。受訪者供圖
目前，國璽超純的超純銅、超純鋅相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)工藝已獲得4項(xiàng)發(fā)明專利、19項(xiàng)實(shí)用新型專利。公司被認(rèn)定為國家級專精特新“小巨人”企業(yè)。
公司今天的成績離不開研發(fā)團(tuán)隊(duì)的長期積累，不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、不斷試錯，大量資金、精力、時間的沉淀，最終使公司實(shí)現(xiàn)了從量變到質(zhì)變的升華。
提純無極限，創(chuàng)新無止境。國璽超純將在芯片用高純銅濺射靶材、光伏用蒸發(fā)高純銅顆粒、集成電路用壓延高純銅箔、碳中和高純銅應(yīng)用四個領(lǐng)域進(jìn)行突破，為打造未來百億級超純新材料產(chǎn)業(yè)園提供技術(shù)支撐。
高度
從一枝獨(dú)秀到萬紫千紅
本地企業(yè)加工能力較弱，而到其他地區(qū)尋找代工企業(yè)，導(dǎo)致企業(yè)成本較高；委托企業(yè)代工產(chǎn)品，存在產(chǎn)品生產(chǎn)周期長、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等問題……這些面臨的問題，給國璽超純品牌塑造等帶來了一定的影響。
看似是國璽超純一家企業(yè)的煩心事，其實(shí)也是當(dāng)?shù)禺a(chǎn)業(yè)集聚度、產(chǎn)業(yè)能級不夠的全局問題。
省委書記樓陽生在國璽超純等公司調(diào)研時表示，希望企業(yè)做精主業(yè)，依托技術(shù)創(chuàng)新拉長產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)從原材料到產(chǎn)品再到終端消費(fèi)品的轉(zhuǎn)型升級。
當(dāng)前，寶豐縣的超純金屬新材料產(chǎn)業(yè)，正在延鏈補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈，提升產(chǎn)業(yè)能級。
寶豐縣以國璽超純?yōu)橐劳校?guī)劃建設(shè)了寶豐縣超純金屬新材料產(chǎn)業(yè)園，并已通過專家評審。產(chǎn)業(yè)園將重點(diǎn)發(fā)展超純金屬材料研發(fā)、制造，力爭打造百億級產(chǎn)業(yè)集群。
國璽超純正與中原關(guān)鍵金屬實(shí)驗(yàn)室合作，申請成立平頂山中試基地，主要建設(shè)超純金屬鑄錠、超純金屬桿中試線、蒸發(fā)料中試線、靶材中試線、高純金屬壓延箔中試線、化工合成催化劑中試線，為平頂山市乃至全省相關(guān)產(chǎn)業(yè)提供超純金屬加工中試服務(wù)，同時孵化產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，開展項(xiàng)目咨詢、柔性定制等工作。
此外，國璽超純完成了1000噸7N超純金屬材料生產(chǎn)線升級改造，將打造河南省乃至全國規(guī)模最大的高品質(zhì)超純金屬生產(chǎn)基地，年產(chǎn)值3億元、年利稅6000萬元。
“未來5年，公司將爭取建成省級產(chǎn)學(xué)研基地、省級檢驗(yàn)檢測中心、中原關(guān)鍵金屬實(shí)驗(yàn)室中試平臺，努力打造百億級超純新材料產(chǎn)業(yè)園。”公司副總經(jīng)理白亞冰表示。
專家點(diǎn)評
以科技創(chuàng)新引領(lǐng)高質(zhì)量發(fā)展
□平頂山市科學(xué)技術(shù)局黨組書記、局長 何卉
十年磨礪，精彩嬗變。國璽超純潛心科研、勇于創(chuàng)新，堅(jiān)韌不拔、涅槃重生，是平頂山市大力實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略、持續(xù)打造一流創(chuàng)新生態(tài)的一個縮影，蘊(yùn)含著多重啟示意義。
要加強(qiáng)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。核心技術(shù)求不到、買不來，是企業(yè)競爭力的根本源泉。在省創(chuàng)新示范專項(xiàng)、市重大科技專項(xiàng)支持下，國璽超純開展芯片互聯(lián)線用超高純銅及銅合金靶材坯料原始結(jié)晶組織優(yōu)化技術(shù)研究開發(fā)，建設(shè)河南省超純金屬材料工程技術(shù)研究中心，攻克了超高純銅等提純核心技術(shù)，切實(shí)提升了企業(yè)的核心競爭力。
要大力激發(fā)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力。高質(zhì)量發(fā)展是創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力迸發(fā)的發(fā)展，平頂山重視厚植“雙創(chuàng)”土壤，持續(xù)舉辦中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽河南賽區(qū)平頂山分賽等活動，邀請專業(yè)團(tuán)隊(duì)為國璽超純提供服務(wù)，國璽超純榮獲第四屆“中國新材料創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽”新材料行業(yè)企業(yè)組第三名，創(chuàng)平頂山企業(yè)參加中國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的最佳成績。
要提檔升級科技服務(wù)水平。企業(yè)發(fā)展需要創(chuàng)新生態(tài)，培育生態(tài)需要科技服務(wù)。平頂山創(chuàng)立首席科技服務(wù)員制度，常態(tài)化到國璽超純等企業(yè)走訪，“點(diǎn)對點(diǎn)”送政策、“把脈問診”送服務(wù)，以高新技術(shù)企業(yè)獎補(bǔ)等方式支持提升投融資服務(wù)，賦能升級發(fā)展。
要用好創(chuàng)新資源拓鏈強(qiáng)鏈。產(chǎn)業(yè)能級提升，關(guān)鍵在于把創(chuàng)新落到產(chǎn)業(yè)上，推動創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈深度耦合。平頂山支持國璽超純以科技創(chuàng)新為引領(lǐng)，延鏈補(bǔ)鏈強(qiáng)鏈。目前以國璽超純?yōu)橐劳幸?guī)劃建設(shè)了超純金屬新材料產(chǎn)業(yè)園，力爭打造百億級產(chǎn)業(yè)集群。
當(dāng)前，平頂山正深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動、科教興市、人才強(qiáng)市戰(zhàn)略，持續(xù)實(shí)施創(chuàng)新型企業(yè)樹標(biāo)引領(lǐng)行動、高新技術(shù)企業(yè)倍增計(jì)劃、科技型中小企業(yè)“春筍”計(jì)劃等，加強(qiáng)創(chuàng)新主體培育、創(chuàng)新平臺建設(shè)、高層次創(chuàng)新人才引育、共性關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)、鄉(xiāng)村振興科技賦能。隨著平頂山創(chuàng)新發(fā)展生態(tài)不斷優(yōu)化，區(qū)域創(chuàng)新能力持續(xù)提升，國家創(chuàng)新型城市加快建設(shè)，更多像國璽超純一樣的科技型企業(yè)將加速涌現(xiàn)、茁壯成長。（本報記者張海濤王冰珂整理）
企業(yè)名片
河南國璽超純新材料股份有限公司，是致力于超純金屬研發(fā)和生產(chǎn)的高科技民營企業(yè)，公司生產(chǎn)的超純金屬原材料和鑄錠、單晶材料、靶坯、顆粒、線材等產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于微電子、光電子、半導(dǎo)體、新能源等先進(jìn)制造業(yè)與尖端科研領(lǐng)域。
國璽超純研發(fā)的超純鋅6N、超純銅7N，目前已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，部分超純銅8N達(dá)到了量產(chǎn)。在國際超純銅領(lǐng)域同產(chǎn)業(yè)巨頭美國霍尼韋爾公司、日本日礦公司等在同一賽道競爭。6N5、7N超純銅產(chǎn)銷量位居世界前列，具備了替代美國、日本相關(guān)公司產(chǎn)品的能力。
企業(yè)家名片
陳煜宏，河南國璽超純新材料股份有限公司總經(jīng)理。1989年畢業(yè)于華中理工大學(xué)，畢業(yè)后從事技術(shù)工作，1993年下海，先后從事過房地產(chǎn)、金融等行業(yè)。因看好超純材料的市場前景，2013年陳煜宏天使投資國璽超純。后擔(dān)任總經(jīng)理一職，主要負(fù)責(zé)生產(chǎn)、技術(shù)、研發(fā)以及整個公司的管理工作。
技術(shù)創(chuàng)新要敢于另辟蹊徑
——訪河南國璽超純新材料股份有限公司總經(jīng)理陳煜宏
河南日報社全媒體記者 王磊彬
記者：請介紹一下，當(dāng)年投資國璽超純的初衷是什么？
陳煜宏：一方面，合伙人描述的行業(yè)美好前景吸引了我，另一方面，經(jīng)過調(diào)查論證，也確實(shí)了解到金屬材料市場空間很大，于是就投資了這家企業(yè)。同時，由于我本人是理工男，又一直從事技術(shù)方面的工作，對提純技術(shù)比較感興趣，也想做一些事情，為我國的相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展盡一份微薄之力。
記者：目前，公司可以把銅的純度做到99.999999%，這是通過什么方法來實(shí)現(xiàn)的？99%的超純銅與99.999999%的超純銅在性能上、用途上有多大區(qū)別？
陳煜宏：一般銅純度能達(dá)到99%，但還是不夠純，想要達(dá)到精煉銅的標(biāo)準(zhǔn)純度必須在99.99%以上，常規(guī)的冶煉工藝就做不到，必須采取電解方式提純。
未經(jīng)精煉的銅用途比較單一，主要用于生產(chǎn)一些耐腐蝕和導(dǎo)電性能要求不高的工業(yè)品。而超純銅則是一種應(yīng)用廣泛的金屬材料，在航空、船舶、汽車、電子、建筑等領(lǐng)域都有大量的應(yīng)用。
2021年上半年，公司超純銅開始應(yīng)用于芯片領(lǐng)域，產(chǎn)品做成銅靶材后，運(yùn)用在7納米、5納米、3納米的芯片制造上。
記者：請描述一下公司的遠(yuǎn)景規(guī)劃？
陳煜宏：下一步，公司將圍繞超純銅市場應(yīng)用延伸產(chǎn)業(yè)鏈，在芯片用高純銅濺射靶材、光伏用蒸發(fā)高純銅顆粒、集成電路用壓延高純銅箔、碳中和高純銅應(yīng)用4個領(lǐng)域進(jìn)行突破。
未來5年，公司將以8N超純銅金屬材料規(guī)模化生產(chǎn)為目標(biāo)，預(yù)計(jì)5年內(nèi)產(chǎn)出規(guī)模達(dá)到10億元，爭取建成省級產(chǎn)學(xué)研基地、省級檢驗(yàn)檢測中心、中原關(guān)鍵金屬實(shí)驗(yàn)室中試平臺，向打造百億級超純新材料產(chǎn)業(yè)園邁進(jìn)，為國家新基建提供超純金屬材料支撐。
