中國芯片原材料重大突破：高純度硅烷實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)

　　12月21日，《中國科學(xué)報(bào)》報(bào)道，上海交通大學(xué)教授肖文德領(lǐng)銜研發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的硅烷大規(guī)模生產(chǎn)新技術(shù)600噸/年中試生產(chǎn)項(xiàng)目，在河南平煤神馬集團(tuán)試車成功，并已連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)出純度大于99.9999%的高品質(zhì)硅烷產(chǎn)品。該項(xiàng)目的成功標(biāo)志著高純度硅烷大規(guī)模生產(chǎn)技術(shù)獲得突破。

　　據(jù)了解，我國電子和大規(guī)模集成電路行業(yè)的芯片進(jìn)口總額去年高達(dá)2300億美元。其中，一個(gè)重要原因是缺乏高純度晶體硅材料，而生產(chǎn)高純晶體硅必須以高純硅烷為基礎(chǔ)。我國電子工業(yè)幾十年來一直在尋找高純硅烷大規(guī)模生產(chǎn)的方法，希望掃清中國信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的障礙。而生產(chǎn)高純晶體硅材料是必須以高純硅烷為基礎(chǔ)的。

　　過去很長一段時(shí)間里，國內(nèi)企業(yè)主要采用硅化鎂為原料，規(guī)模小，成本高，產(chǎn)品純度低;還有兩家大型國有企業(yè)花費(fèi)巨資引進(jìn)了美國公司的技術(shù)。以氟硅酸為原料，投資大，成本高，純度也不高，生存處境艱難。

　　肖文德教授憑借自己長期扎實(shí)的化工理論基礎(chǔ)和工作實(shí)踐，熟練運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)工程的熱門和前沿技術(shù)，以多功能反應(yīng)器為基礎(chǔ)，開創(chuàng)性地提出了基于三氯氫硅的硅烷生產(chǎn)技術(shù)。使原本不太可能的反應(yīng)(轉(zhuǎn)化率0.1%)可以實(shí)現(xiàn)接近100%的轉(zhuǎn)化率。

　　2010年12月，中國平煤神馬集團(tuán)與上海交通大學(xué)簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議，共同開發(fā)硅烷法多晶硅技術(shù)。根據(jù)協(xié)議，平煤神馬集團(tuán)先后投入2.0億元，經(jīng)過三年半時(shí)間的共同研發(fā)和建設(shè)，項(xiàng)目進(jìn)展順利。今年9月建成的中試裝置，一次性試車成功。

　　肖文德教授表示，該項(xiàng)目的投產(chǎn)，標(biāo)志著擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的成套工業(yè)化硅烷生產(chǎn)技術(shù)在國內(nèi)率先取得突破，結(jié)束了國外技術(shù)壟斷和國內(nèi)產(chǎn)品全部依靠進(jìn)口的歷史。

　　上海交通大學(xué)特聘教授，“長江學(xué)者”，肖文德博士

　　在首山焦化公司新建成的年產(chǎn)600噸硅烷項(xiàng)目灌裝車間，已有不少客戶前來訂購產(chǎn)品。硅烷是太陽能電池生產(chǎn)過程中不可或缺的材料，在平板顯示器、半導(dǎo)體、鍍膜玻璃等制造企業(yè)有廣泛應(yīng)用。近年來，國內(nèi)硅烷市場(chǎng)需求年增速達(dá)到15%至20%。

　　硅烷主要生產(chǎn)原料為硅粉和氫氣。首山焦化公司是平煤神馬集團(tuán)最大的焦化生產(chǎn)企業(yè)。該公司堅(jiān)持焦化并舉的發(fā)展道路，除生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)焦炭外，還延長副產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，從焦?fàn)t煤氣中提煉氫氣，每小時(shí)氫氣產(chǎn)量達(dá)30000立方米。

　　2013年4月，首山焦化公司與上海交通大學(xué)合作，研發(fā)生產(chǎn)硅烷。經(jīng)過一年多的技術(shù)攻關(guān)，今年10月26日，首山焦化公司硅烷項(xiàng)目投產(chǎn)，產(chǎn)品純度達(dá)到99.99999%。據(jù)悉，目前國外進(jìn)口硅烷產(chǎn)品純度最高是99.9999%，國家標(biāo)準(zhǔn)是99.9999%。

　　制備裝置

　　該項(xiàng)目硅烷裝置負(fù)責(zé)人李紅彬說，該項(xiàng)目采用硅烷法實(shí)現(xiàn)硅烷的工業(yè)化生產(chǎn)，生產(chǎn)過程中原料可全部轉(zhuǎn)化，沒有廢物排放，打破了日本鎂硅法、美國氯硅法等傳統(tǒng)硅烷技術(shù)難以大規(guī)模生產(chǎn)和成本高、廢物排放多等瓶頸。