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以“新”制“芯”!從一枚芯片的成長歷程看產業工人的進階之路

來源:中工網
2024-02-27 13:09

中工網記者 李新媛

提到超高純金屬濺射靶材,很多人都很陌生,但其實,每個人的生活都離不開它。小到身份證、手機等生活必需品,大到互聯網、云計算等科技領域,都需要用到芯片。而一枚指甲蓋大小的芯片上就密布著上萬米、比頭發絲的千分之一還細的金屬導線,濺射靶材就是制作這些布線的關鍵材料。一般,一枚芯片要用到4到10余種靶材。

“總會有辦法的?!睉{借這一句話,中國第一條超大規模集成電路用靶材生產線誕生,結束了超高純金屬濺射靶材長期依賴國外進口的歷史,也照亮了中國芯片產業工人的進階之路。

國外壟斷嚴重 電子公司創業難

21世紀初期,半導體行業也是一個高、厚、重的產業,需要高水平人才、設備和重資金投入,社會對半導體、靶材等新型材料更是知之甚少。

2005年,寧波江豐電子材料股份有限公司成立。公司成立初期,很多人都不看好芯片產業,公司甚至一度差點被其他企業收購。受邀參與車間搭建工作的羅明浩卻不想放棄:兩年來,羅明浩為公司搭建了七個大型車間并成功投產,為基礎設施和設備安裝及維護工作做出了重要貢獻。

現在,江豐電子從較早專業從事超大規模集成電路制造用超高純金屬材料及濺射靶材的研發生產公司成為了國產集成電路的核心企業,羅明浩也從最開始的維修電工成長為了公司首席技師。

不是最能干的,那就做最勤奮的!第一批加入江豐電子的工人們都是拼了命工作的,沒日沒夜地在車間里忙碌。時間一長,羅明浩的改造技術越發純熟,對不同機器的把握也更加敏銳。

芯片制造用的超高純材料和濺射靶材面臨長期是被國際跨國公司壟斷的局面,中國的企業想購買他們的材料做成靶材很困難,完全依賴進口材料產品安全性也面臨挑戰。

2013年,江豐公司決定轉型做靶材原材料的研發工作,羅明浩等一批產業工人即將迎來身份的轉變。

中國有了自己的電子級超高純鋁

半導體靶材對金屬材料的純度要求近乎苛刻,不然制造出來的芯片原料很大概率是次品。當時,國內沒有一家企業能生產高純度的金屬,也沒有現成的技術可供參考。

羅明浩被公司委以重任。為了攻克技術難關,羅明浩跑到東北專門請教了做鋁的師傅,再將公司對材料性能的已有研究與自己對電氣和機械的了解經驗相結合,自制了幾套設備,在實驗室帶領團隊日夜奮斗。

鋁在熔化和澆鑄過程中碰到一丁點有水分的材料都會爆炸或噴濺,那段時間,羅明浩和團隊基本保持早上7點起,凌晨3點睡的作息,夜以繼日地在這個細分領域持續攻關。

最終,羅明浩和團隊做出了國內第一條電子級超高純鋁制備產線,他們也見證了中國擁有自己的電子級超高純鋁的歷史一刻。

普通金屬一般能達到99.8%的純度,但制作芯片的金屬純度需要達到99.9999%。盡管差距只有0.19%,但普通99.8%金屬鋁的價格是10元一公斤,純度99.9999%的鋁價格高達200多元一公斤,價值完全不同。

目前,國內第一家高純鋁精煉鑄造系統已經實現了運轉,打破了國外對于該項技術的壟斷,有效降低公司原材料成本,并首次實現了該產品的國產化。

代代相傳 芯片產業不斷進步

電子級超高純鋁制備產線成功運營,意味著以羅明浩為代表的一些產業工人真正實現了從維修工人向一線技術工人的轉變。新廠房不斷建成落地,不再局限于浙江寧波,2019年起,北京江豐、武漢江豐、湖南江豐相繼成立,廣東江豐破土動工;控股公司臺灣江豐注冊成立。

廠房里,數字化技術應用廣泛:利用金屬材料塑性變形加工生產線及內部組織結構檢測設備,實現了晶粒晶向的精確控制;Al、 Ti、Ta、Cu等不同靶材和不同背板材料的大尺寸、高結合率和高強度的擴散焊接技術同時應用;國內外頂尖的數控車床、加工中心等大型精密加工設備,對靶材的各項尺寸進行精準控制……

盡管如此,對新技術的研發卻沒有止步。有一次,羅明浩被派往上海做某種材料的提純設備和工藝的研發工作,當時需要從總部帶一名研發人員過去。羅明浩心中早就有了人選——一名對待工作態度及執行力非常好的年輕小伙子。

這項研發工作是國內沒有的設備和工藝,羅明浩并沒有把握一定能成功,早上8點開始工作,一直工作到凌晨2、3點都是常有的事情。

羅明浩欣喜地發現,這個年輕人的努力程度比他預想的還好,羅明浩在幫助他的同時,也從年輕人身上學到了很多新觀念、新方法。因為不管多晚,這個年輕人早上7點多都會準時出現在現場。

項目順利完成,并且遠遠超出預期,團隊僅用了半年時間就研制出了設備和工藝,出來的產品跟被國外所壟斷的、世界上最好的材料性能一樣?!拔疫@輩子對這事印象很深,也感謝那個年輕人以及那個曾經奮斗過的團隊?!绷_明浩告訴中工網記者。

目前這些靶材產品已經進入到了全球尖端的行列,并成為全球芯片廠商的主要供應商。在超高純金屬材料及濺射靶材領域,目前江豐電子的國內市場已經占到了國內市場份額的第一,全球市場份額第二。

二十多年來,羅明浩一直工作在生產第一線,一枚枚靶材在我國自主設計研發的生產線上誕生,江豐電子也從創業低谷走到成功上市,成為了國家制造業單項冠軍,以羅明浩為代表的產業工人也完成了從一個普通工人到能參與多項國家項目的技術工程人員的蛻變。

以“新”制“芯”!這些密布上萬米金屬導線的、指甲蓋大小的“中國芯”以強大的內核支撐著數字領域的飛速發展,而羅明浩等產業工人也在用技能創新和匠心書寫中國芯片制造業的新輝煌。

責任編輯:盧云

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