十年磨一“片”
——看石家莊高新技術企業(yè)普興電子如何突破半導體技術難題
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,。 河北日報通訊員 張曉峰攝
走進石家莊市鹿泉區(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,，位居全國前列,。很難想象，就在20多年前,，這家企業(yè)連擦設備的布都要依賴進口,。
2006年，在國內(nèi)率先量產(chǎn)6英寸硅外延片,；
2010年,，在國內(nèi)率先量產(chǎn)8英寸硅外延片；
2014年,，自主研發(fā)出第一套國產(chǎn)外延爐,；
2020年，在國內(nèi)率先量產(chǎn)6英寸碳化硅外延片；
…………
10多年鍥而不舍,，普興電子用事實印證——
關鍵核心技術是要不來、買不來,、討不來的,，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”
時間轉(zhuǎn)回到2005年。那一年,，5英寸硅外延片市場正火,，有貨就不愁賣。
不缺市場的普興電子,，卻斥巨資從國外進口了一臺生產(chǎn)6英寸產(chǎn)品的新單片爐設備,。當時，企業(yè)一年的銷售收入只有四五千萬元,。
一時間,，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)度堅決,，因為他深知：“沒有核心技術,，就永遠拿不到產(chǎn)業(yè)話語權。”
那時,，國內(nèi)6英寸硅外延片的技術瓶頸還未突破,，生產(chǎn)技術沒有經(jīng)驗可循，只能摸著石頭過河,。
科研人員埋頭苦干幾個月,，第一批產(chǎn)品終于出來了。然而,，就在大家滿心歡喜慶祝的時候,，問題來了。
“明明出廠檢測合格,，可到了用戶那里,，就會出現(xiàn)探測不到的缺陷。”副總經(jīng)理袁肇耿回憶起來仍然感到痛心,。
最嚴重的一次,，發(fā)了5000片貨，退回來2500片。一氣之下,，他們把這些不合格產(chǎn)品砸碎,，報廢處理。
橫在普興電子面前的,，是一道道技術難題,，如同一座座大山擋住了前進的道路。
那段日子,，讓陳秉克終生難忘,。最難的時候，企業(yè)年底利潤是負數(shù),，他心有不甘：“必須搞出自己的技術,！”
自打那時候起，實驗室的燈就沒熄過,。十四五位科研人員,，心里都憋著一口氣，大家輪流倒班,，發(fā)起技術攻關,。
問題出在哪兒？襯底拋光去除量不夠,、工藝過程參數(shù)設置不準確,、損傷層去除不均勻、反應腔處理條件不合理……大家一個個查找,，一個個解決,。
一次又一次，光做試驗的硅外延片,，就報廢了一萬多片,。“都是錢啊，一片片砸進去,，一點響都聽不到,。”大家心里沒底。
這項技術在國內(nèi)屬于空白,，沒有人知道要投入多少,，也沒有人知道要堅持多久。
但沒有一個人氣餒,。
嘗試,，失敗,；再嘗試,，再失敗……摸索了一年時間,，終于找到新的檢測方法，缺陷率控制住了,。
2006年,，普興電子終于通過自主研發(fā)，在全國率先批量生產(chǎn)出性能穩(wěn)定的6英寸硅外延片,。
核心技術帶來了源源不斷的訂單,。“最火的時候，客戶帶著現(xiàn)金住在廠里等著提貨,。”袁肇耿笑著說。
“創(chuàng)新就是九死一生,。保持定力,，才能攻克一個個技術難關。”回望那段經(jīng)歷,，袁肇耿深有感觸,。
一次勇敢突圍的成長——
“設備依賴外國，產(chǎn)業(yè)發(fā)展就會受制于人”
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,。顯示屏上燈光閃爍，技術人員認真觀察各項技術參數(shù)運行情況,。
“這套設備,，是我們自主研發(fā)的。”普興電子生產(chǎn)部副部長許斌武話語里滿是自豪,。
2012年,，訂單直線攀升，普興電子準備擴大產(chǎn)能,。然而,，興沖沖地去國外買設備的工作人員卻被絆住了，談了3個多月都沒談下來,。
“賣給我們的是淘汰設備,，價格卻比先進型號高，還提出先付錢,、不保證交付期等不合理條件,。”許斌武說。
“設備依賴外國,，產(chǎn)業(yè)發(fā)展就會受制于人,。”普興電子下定決心：“自己研發(fā)！”
可是,，自主研發(fā)設備,，談何容易,？這是一個龐大的系統(tǒng)，集機,、電,、計算機、自動化控制等技術為一體,，所涉知識密集,、學科眾多，硬件,、軟件要求高,。
高精度的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，一度成為“攔路虎”,。“旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)度差之毫厘,，硅片從片籃傳送到反應室就會發(fā)生偏移，生產(chǎn)出的產(chǎn)品就報廢了,。”袁肇耿說,。
光這一個小環(huán)節(jié)，研發(fā)人員就用了近半年時間反復試驗,。最終,，請來編程專家一點點調(diào)整參數(shù)，終于實現(xiàn)精準穩(wěn)定旋轉(zhuǎn),。
就這樣,，一項項工藝反復調(diào)整，一個個部件精雕細琢,，樣機終于在兩年后成功問世,，實現(xiàn)了國產(chǎn)設備的突破。
沒想到,，成本下降了一半,，但推廣卻遭遇難題。有人懷疑,，不會是樣子貨吧,？也有人對國產(chǎn)設備不信任，說還是用進口的靠譜,。
信任,，不是說出來的，而是做出來的,。他們免費提供樣片,，做可靠性驗證，努力提供比進口品牌更誠摯的服務,。
兩年以后,，袁肇耿明顯感到用戶對國產(chǎn)設備態(tài)度的轉(zhuǎn)變——“從不信任到愿意嘗試了”,。
“研發(fā)的過程，也讓我們對設備有了更深刻的理解,，便于更好地改進生產(chǎn)工藝,。”袁肇耿說，比如改善感應線圈結構,，能使生產(chǎn)效率提高15%,；改進進氣裝置，使氣場一致性提高10%,。
一種創(chuàng)新攻堅的決心——
“不能總是跟跑,，要奮力實現(xiàn)并跑、領跑”
來到青山環(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,。
“全部達產(chǎn)后，整體產(chǎn)能將擴大三倍,，年產(chǎn)值達到30多億元。”袁肇耿介紹,。
如今,，普興電子已成長為國家級專精特新“小巨人”企業(yè)，也是河北省第一批縣域特色產(chǎn)業(yè)集群“領跑者”企業(yè),。
這些年來,，從第一代到第三代半導體材料，一批批實現(xiàn)“零的突破”的科研成果從這里源源走出,。在國內(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)品國內(nèi)市場占有率超25%以上。
不光要突破技術,、設備,，普興電子還要“打造”國家標準。目前,，該企業(yè)正參與制定碳化硅缺陷檢測方法等三項國家標準,。
不創(chuàng)新不行，創(chuàng)新慢了也不行,。袁肇耿總有一種緊迫感：“半導體材料領域,，不能總是跟跑，要奮力實現(xiàn)并跑,、領跑,！”
普興電子一直在奔跑，每年投入大量資金進行新技術研發(fā),，目前正加快研發(fā)第四代半導體材料,，未來將應用在5G通信,、高速軌道交通等領域。
不怕失敗,，艱苦磨礪,。普興電子10多年來的發(fā)展歷程，標記出高新技術企業(yè)勇攀高峰,、不斷攻克前沿技術的鮮明足印,。（河北日報記者 周潔 張曉超）
