纳米级突围，“中国芯”材料的破壁之战，底牌握在上海奉贤这家企业手中

拆解你的手机，将其中一颗指甲盖大小的芯片放大十万倍，会看到一个“纳米级科幻城市”：数百亿个晶体管被密密麻麻的金属导线连接，连点成片再层层向上堆叠，形成密集排列的“摩天大楼”。

在这座微观立体结构里，金属导线越精细，同一块芯片上能放的晶体管就越多，芯片性能就越强大。以全球最先进的3纳米芯片为例，它要求金属导线的粗细做到3纳米，相当于人类一根头发丝的万分之一。

从中不难看出，制作导线用的金属材料（行业内亦称靶材），对先进芯片制程乃至整个半导体产业的发展有着关键作用。而导线越精细，对靶材纯度的要求越高，通常需达到99.999%（即“5N”，一个“N”代表一个9）或更高，意味着将杂质控制在万亿分之一以内。

在过去很多年里，全球半导体靶材原料技术高度集中于国外少数几家企业，一度成为限制中国半导体产业自主突围的难题。

但这两年，一家来自上海奉贤的民营企业，却凭借十多年的自主研发，硬生生突破了海外技术垄断，并迅速占据全球近两成的超高纯金属靶材材料供应链市场，蜕变为国产半导体参与国际博弈的新筹码。

这样一家细分赛道的“隐形冠军”，是如何炼成的？

握住关键技术“主动权”

走进位于奉贤工业开发区内的同创普润（上海）机电高科技有限公司展厅，满墙的技术专利证书映入眼帘，一块块由高纯度金属锭制成的靶材整齐排列，其状如锅盖大小般的圆盘，铝、铜、锰、钽，彼此色泽不一，每块的纯度都达到了5N及以上，视觉上质地均匀，光可鉴人。

同创普润公司的展厅，陈列着一个个如“锅盖”般的超高纯金属靶材。

“锅盖”们虽样貌普通，却是集成电路制作过程中必不可少的材料——在一定的真空环境下，利用荷能粒子轰击靶材表面，粒子和靶材原子会发生动能交换，使靶材表面溅射出粒子并沉积在基底表面形成金属薄膜（如铝、铜等）。

这层薄膜构成了芯片内部晶体管、电容、电感等元件之间的电路连接，其性能与靶材的纯度息息相关。杂质含量高的靶材会使得溅射过程不稳定，最终使得集成电路存在区域性性能差异，甚至造成短路或断路。因此，集成电路用的靶材在纯度、致密度、晶粒尺寸及取向、表面质量、加工精度等方面存在极高要求。

超高纯金属制成的靶材。

放在5年前，国内几乎没有任何一家工厂能够量产如此高纯度的金属材料。对制造集成电路用靶材的企业而言，金属原材料必须从海外进口，不仅每个月限定配额，还需通过海外企业中转购买。繁琐的供应链条背后，是随时可能断供的潜在风险。

同创普润创立的初心，就是要扭转这种受制于人的局面，把核心技术牢牢握在自己手里。据企业总监张国荣介绍，2012年，国内著名电子材料专家姚力军在奉贤创建了同创普润，专注于芯片制造用超高纯铝、钽、铜、锰等金属材料的研发与生产。从一家小型初创企业做起，它在13年间逐步建立了纯度达到6N（99.9999%）的超高纯金属材料现代化生产线，从核心技术到产业设备，全都实现自研可控。在集成电路国产化的产业链版图上，疏通一条关键链路。

纯度达到6N的电子级超高纯铝锭。沈思怡 摄

用海绵钛提炼制成的低氧超高纯钛晶体。沈思怡 摄

其实，在半导体产业链的浩瀚版图中，高纯金属材料堪称最隐秘的垂直战场之一。据行业专家介绍，制造一颗芯片，大约涉及50多个行业、几千道工序。而靶材原材料的制备技术深藏于产业链上游，如同精密机械中的隐形齿轮——虽不显于终端，却直接牵动整个系统的运转精度，关键到足以扼住万亿级美元半导体产业的咽喉。

“从纯度4N到6N，每提升一个数量级都意味着一场艰难的技术攻坚战。”张国荣说：“但在纳米级战场上，万分之一杂质的消除，就是百分之百供应链安全的基石。"

在技术封锁中找到转机

技术壁垒高、研发周期长、下游验证周期长，这是半导体产业发展的共性挑战，也是同创普润的必经之路。“企业初创的前几年，几乎是毫无产出的。”

张国荣举例，有些产品的研发需要两年，实验室表现十分稳定，但在下游长达数月甚至一两年验证过程中，下游厂商会对产品提出不同的需求，这就需要反复测试调整。以纯度达到6N的铜和锰为例，几乎花了10年的时间才实现技术突破。

又如，提炼钽的矿石资源全球稀缺，售价高昂，主流购买渠道还被海外国家垄断，让技术突破更加曲折。

用钽矿石提炼加工超高纯钽的不同环节。沈思怡 摄

再者，新材料的验证成本高，一些下游企业也因此抱有谨慎态度，导致产品在真正实现量产前，往往要走很长的路，颇有种“酒香也怕巷子深”的无奈。

听起来或许难以置信，但对同创普润而言，扩展市场的转机出现在美国首次对中国的半导体产业展开技术封锁之后。2019年，首轮制裁令下达后，全球半导体供应链剧烈震荡，国内厂商被迫启动国产化替代进程。同创普润的超高纯金属材料借此站上台前，凭借毫不逊色的性能和更具性价比的成本优势，迅速抓住了市场缺口。

据张国荣介绍，如今，由同创普润原材料制成的金属靶材，已占据全球超高纯金属靶材出货量市场份额的40%。在国产芯片的制程中，从90纳米到最先进的3纳米，同创普润的材料更是占据主要的份额。

2023年，同创普润成为世界第二家实现超高纯锰量产的企业，眼下，它还在加速超高纯铜锰合金的技术突破，剑指更先端的芯片制程需求。

营商环境成就安心发展的底气

从初创到行业龙头，在企业看来，这13年的发展，离不开当地营商环境的托举。

“同创普润这几年增长很快，但在最初几年，产值和税收一直没有起来。”张国荣说，企业曾一度因此觉得“抬不起头”，但奉贤当地政府和产业园区相关部门始终给予足够的包容耐心，在产业政策支持、项目扩建、高层次人才引进和子女就学等多方面，提供高效便捷的服务。

比如，在企业布局最初，高纯度靶材原材料行业仍是新兴领域。生产线建设后，同创普润曾一度被划入国民经济行业分类中的有色冶炼类别。而事实上，高纯金属与传统有色冶炼工艺和技术完全不同，相应的管理标准也存在差异。

在企业向奉贤相关部门表达了困惑后，奉贤区迅速组织了行业专家和教授来到现场评估指导，最终将同创普润的行业类别认定为电子专用材料制造，为企业未来可持续发展提供了保障。

“当得知我们高管的子女来沪就学碰到困难时，园区方也帮我们积极协调，迅速联系到了合适的学校入学。”张国荣说，“这样的案例还有很多，正因为有了当地政府这个‘坚实的后盾’，我们才能更专注于产品研发、生产和销售，实现快速发展。”

位于奉贤工业开发区内的同创普润。

对此，奉贤区科技发展促进中心主任蔡澄同样深有感触：“企业十年磨一剑，其间艰难险阻非同寻常。作为属地政府，归根到底是要始终秉持‘无事不扰、有求必应’的服务理念。在企业专注研发的静默期，当好‘守夜人’让创新不受干扰；当企业遇到政策堵点、要素卡点时，化身‘店小二’第一时间破解难题。”

或许正是这种“陪伴式”服务带来的心有灵犀，为科创企业构筑了稳固的后方阵地，也使其愿意与政府一同尝试，布局更广阔的产业版图。张国荣告诉记者，未来，同创普润还计划探索与奉贤区政府深化合作，从而吸引半导体行业在奉贤的集聚壮大，为构建自主可控的半导体产业链创新生态提供关键支撑。

原标题：《纳米级突围，“中国芯”材料的破壁之战，底牌握在上海奉贤这家企业手中》

栏目主编：茅冠隽 图片来源：除标注外，均奉贤区提供

来源：作者：解放日报 沈思怡