十年磨一“片”！普兴电子这样突破半导体技术难题

近日，河北普兴电子科技股份有限公司工作人员正在装取碳化硅外延片。河北日报通讯员 张晓峰摄

走进石家庄市鹿泉区河北普兴电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，满满的科技范儿。它的作用可不容小觑，如果把制造芯片比作盖房子，这就是房子的框架。

如今，普兴电子的碳化硅外延片产量，位居全国前列。很难想象，就在20多年前，这家企业连擦设备的布都要依赖进口。

2006年，在国内率先量产6英寸硅外延片；

2010年，在国内率先量产8英寸硅外延片；

2014年，自主研发出第一套国产外延炉；

2020年，在国内率先量产6英寸碳化硅外延片；

10多年锲而不舍，普兴电子用事实印证——

关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的，唯一出路就是埋头苦干，自主创新。

一次自主研发的启示——

“创新就是九死一生，保持定力才能攻克难关”

时间转回到2005年。那一年，5英寸硅外延片市场正火，有货就不愁卖。

不缺市场的普兴电子，却斥巨资从国外进口了一台生产6英寸产品的新单片炉设备。

当时，企业一年的销售收入只有四五千万元。

一时间，质疑声四起：“卖得好好的，为啥给自己找难题？”“这么贵，收得回成本吗？”

公司总经理陈秉克态度坚决，因为他深知：“没有核心技术，就永远拿不到产业话语权。”

那时，国内6英寸硅外延片的技术瓶颈还未突破，生产技术没有经验可循，只能摸着石头过河。

科研人员埋头苦干几个月，第一批产品终于出来了。然而，就在大家满心欢喜庆祝的时候，问题来了。

“明明出厂检测合格，可到了用户那里，就会出现探测不到的缺陷。”副总经理袁肇耿回忆起来仍然感到痛心。

最严重的一次，发了5000片货，退回来2500片。一气之下，他们把这些不合格产品砸碎，报废处理。

横在普兴电子面前的，是一道道技术难题，如同一座座大山挡住了前进的道路。

那段日子，让陈秉克终生难忘。最难的时候，企业年底利润是负数，他心有不甘：“必须搞出自己的技术！”

自打那时候起，实验室的灯就没熄过。十四五位科研人员，心里都憋着一口气，大家轮流倒班，发起技术攻关。

问题出在哪儿？衬底抛光去除量不够、工艺过程参数设置不准确、损伤层去除不均匀、反应腔处理条件不合理……大家一个个查找，一个个解决。

一次又一次，光做试验的硅外延片，就报废了一万多片。“都是钱啊，一片片砸进去，一点响都听不到。”大家心里没底。

这项技术在国内属于空白，没有人知道要投入多少，也没有人知道要坚持多久。

但没有一个人气馁。

尝试，失败；再尝试，再失败……摸索了一年时间，终于找到新的检测方法，缺陷率控制住了。

2006年，普兴电子终于通过自主研发，在全国率先批量生产出性能稳定的6英寸硅外延片。

核心技术带来了源源不断的订单。“最火的时候，客户带着现金住在厂里等着提货。”袁肇耿笑着说。

“创新就是九死一生。保持定力，才能攻克一个个技术难关。”回望那段经历，袁肇耿深有感触。

近日，河北普兴电子科技股份有限公司工作人员正在装取硅外延片。河北日报通讯员 张晓峰摄

一次勇敢突围的成长——

“设备依赖外国，产业发展就会受制于人”

洁净厂房的操作区内，8英寸硅外延片正在外延炉里静静生长。显示屏上灯光闪烁，技术人员认真观察各项技术参数运行情况。

“这套设备，是我们自主研发的。”普兴电子生产部副部长许斌武话语里满是自豪。

2012年，订单直线攀升，普兴电子准备扩大产能。然而，兴冲冲地去国外买设备的工作人员却被绊住了，谈了3个多月都没谈下来。

“卖给我们的是淘汰设备，价格却比先进型号高，还提出先付钱、不保证交付期等不合理条件。”许斌武说。

“设备依赖外国，产业发展就会受制于人。”普兴电子下定决心：“自己研发！”

可是，自主研发设备，谈何容易？这是一个庞大的系统，集机、电、计算机、自动化控制等技术为一体，所涉知识密集、学科众多，硬件、软件要求高。

高精度的旋转系统，一度成为“拦路虎”。“旋转平稳度差之毫厘，硅片从片篮传送到反应室就会发生偏移，生产出的产品就报废了。”袁肇耿说。

光这一个小环节，研发人员就用了近半年时间反复试验。最终，请来编程专家一点点调整参数，终于实现精准稳定旋转。

就这样，一项项工艺反复调整，一个个部件精雕细琢，样机终于在两年后成功问世，实现了国产设备的突破。

没想到，成本下降了一半，但推广却遭遇难题。有人怀疑，不会是样子货吧？也有人对国产设备不信任，说还是用进口的靠谱。

信任，不是说出来的，而是做出来的。他们免费提供样片，做可靠性验证，努力提供比进口品牌更诚挚的服务。

两年以后，袁肇耿明显感到用户对国产设备态度的转变——“从不信任到愿意尝试了”。

“研发的过程，也让我们对设备有了更深刻的理解，便于更好地改进生产工艺。”袁肇耿说，比如改善感应线圈结构，能使生产效率提高15%；改进进气装置，使气场一致性提高10%。

一种创新攻坚的决心——

“不能总是跟跑，要奋力实现并跑、领跑”

来到青山环抱中的普兴电子新外延材料产业基地，一座座高大的白色现代化厂房拔地而起。

“全部达产后，整体产能将扩大三倍，年产值达到30多亿元。”袁肇耿介绍。

如今，普兴电子已成长为国家级专精特新“小巨人”企业，也是我省第一批县域特色产业集群“领跑者”企业。

这些年来，从第一代到第三代半导体材料，一批批实现“零的突破”的科研成果从这里源源走出。在国内率先稳定量产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产品国内市场占有率超25%以上。

不光要突破技术、设备，普兴电子还要“打造”国家标准。目前，该企业正参与制定碳化硅缺陷检测方法等三项国家标准。

不创新不行，创新慢了也不行。袁肇耿总有一种紧迫感：“半导体材料领域，不能总是跟跑，要奋力实现并跑、领跑！”

普兴电子一直在奔跑，每年投入大量资金进行新技术研发，目前正加快研发第四代半导体材料，未来将应用在5G通信、高速轨道交通等领域。

不怕失败，艰苦磨砺。普兴电子10多年来的发展历程，标记出高新技术企业勇攀高峰、不断攻克前沿技术的鲜明足印。

来源：石家庄政务微信公众号 河北日报

记者：周洁 张晓超