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郑州航空港“长”出合晶硅

来源:河南日报客户端 时间:2024-06-14 15:05

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6月10日,记者从位于河南郑州航空港区的郑州合晶硅材料有限公司(以下简称“郑州合晶”)获悉,该企业已实现高纯度单晶硅的量产,代表着我省半导体生产水平已迈进国际先进行列。

▲ 郑州合晶硅材料有限公司 刘畅 摄影

然而,鲜为人知的是,作为手机、电脑等智能终端设备常用芯片的核心原材料,在工业生产中格外“高大上”的单晶硅片,竟是从以二氧化硅为主要成分的沙子中生成的。

郑州航空港这片土地,究竟有何魔力,能从沙子里“长”出合晶硅?

走进郑州合晶生产车间,只见工人们身着无尘工作服,在一排排精密设备前紧张有序地忙碌着——“单晶硅片看似很神秘,但它的生产工艺,就像从矿石中提炼金子一样。”郑州合晶相关负责人介绍,硅片生产主要分两个流程,一是将原材料融解,种入籽晶,拉出圆柱状的单晶硅晶棒;二是把硅晶棒切成厚薄均匀的硅片,然后再经过打磨、抛光等20多道工序,最终做成芯片的载体——单晶硅抛光片。

▲ 生产车间内,身穿无尘工作服的工人正在工作 刘畅 摄影

“看似简单,但其生产过程对环境要求极高。”合晶硅生产车间对颗粒、粉尘等微小杂质的控制,比无菌手术室还要严格4倍。

“目前,我们生产的硅片质量已跻身国际先进行列。”该负责人说,该公司生产的产品已得到中芯国际、台积电、华润微电子等全球硅晶圆头部供应商的认可和青睐,改变了我国长期以来对进口产品的依赖状况,并为我国自主研发和生产“中国芯”提供了坚实的后盾和有力的支撑。

“目前,公司正积极推进12英寸大硅片的小批量生产,并已成功吸引全球硅晶圆头部供应商签单,部分订单已排到2026年。”该负责人说。

硅片作为芯片的“土壤”,只有当“土地”足够大且足够薄时,才能孕育出更多、更优质的芯片。生产更大尺寸的硅片已成为国内外硅材料企业竞相追求的核心竞争力。以普通的5纳米芯片为例,相较于8英寸硅片,一片12英寸硅片能够切割出300多片的芯片,从而大幅提高生产效率。

▲ 郑州合晶产半导体级单晶硅棒 刘畅 摄影

8英寸硅片和12英寸硅片虽然材质相同,但无论是晶棒的尺寸大小,还是技术、质量的要求,都存在显著差异,整个设备、工艺都需要进行相应的调整和优化,而并非简单的放大操作。

据介绍,郑州合晶通过自主研发,已成功生产出了12英寸大硅片,不仅大幅拓展了应用领域,更将产品推向了高端市场,如手机、计算机、通信等领域。公司全年24小时不停工,年产能将达到180万片。

“企业的快速发展与河南对半导体产业的大力支持和郑州航空港优渥的发展‘土壤’息息相关。”郑州合晶相关负责人说。

2016年年底,郑州合晶签约落地。得益于郑州航空港的“肥沃土壤”,郑州合晶成功实现当年建设、次年投产的高效“河南速度”。郑州合晶在郑州航空港的落地生根,不仅弥补了国内半导体硅衬底材料的不足,也丰富了产业业态,推动郑州航空港形成产城并进的发展格局。

▲ 郑州合晶生产车间,工人正在精密设备前观察生产情况 刘畅 摄影

据了解,近年来,郑州航空港针对行业空白领域积极发展,半导体产业链逐步得到拓展与深化。目前,该区已成功吸引并培育了郑州合晶硅片、记忆科技存储等众多具备显著优势的企业,展现出蓬勃发展的良好态势。

“未来,郑州航空港将继续加大对半导体产业的扶持力度,吸引更多优质企业入驻,助推郑州航空港国际先进制造业中心建设,为河南加快建设制造业强省贡献力量。”郑州航空港区管委会相关负责人说。