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以“新”制“芯”!从一枚芯片的成长历程看产业工人的进阶之路

中工网 2024-04-29

提到超高纯金属溅射靶材,很多人都很陌生,但其实,每个人的生活都离不开它。小到身份证、手机等生活必需品,大到互联网、云计算等科技领域,都需要用到芯片。而一枚指甲盖大小的芯片上就密布着上万米、比头发丝的千分之一还细的金属导线,溅射靶材就是制作这些布线的关键材料。一般,一枚芯片要用到4到10余种靶材。

“总会有办法的。”凭借这一句话,中国第一条超大规模集成电路用靶材生产线诞生,结束了超高纯金属溅射靶材长期依赖国外进口的历史,也照亮了中国芯片产业工人的进阶之路。

国外垄断严重 电子公司创业难
21世纪初期,半导体行业也是一个高、厚、重的产业,需要高水平人才、设备和重资金投入,社会对半导体、靶材等新型材料更是知之甚少。

2005年,宁波江丰电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产业,公司甚至一度差点被其他企业收购。受邀参与车间搭建工作的罗明浩却不想放弃:两年来,罗明浩为公司搭建了七个大型车间并成功投产,为基础设施和设备安装及维护工作做出了重要贡献。

现在,江丰电子从较早专业从事超大规模集成电路制造用超高纯金属材料及溅射靶材的研发生产公司成为了国产集成电路的核心企业,罗明浩也从最开始的维修电工成长为了公司首席技师。

不是最能干的,那就做最勤奋的!第一批加入江丰电子的工人们都是拼了命工作的,没日没夜地在车间里忙碌。时间一长,罗明浩的改造技术越发纯熟,对不同机器的把握也更加敏锐。

芯片制造用的超高纯材料和溅射靶材面临长期是被国际跨国公司垄断的局面,中国的企业想购买他们的材料做成靶材很困难,完全依赖进口材料产品安全性也面临挑战。

2013年,江丰公司决定转型做靶材原材料的研发工作,罗明浩等一批产业工人即将迎来身份的转变。

中国有了自己的电子级超高纯铝
半导体靶材对金属材料的纯度要求近乎苛刻,不然制造出来的芯片原料很大概率是次品。当时,国内没有一家企业能生产高纯度的金属,也没有现成的技术可供参考。

罗明浩被公司委以重任。为了攻克技术难关,罗明浩跑到东北专门请教了做铝的师傅,再将公司对材料性能的已有研究与自己对电气和机械的了解经验相结合,自制了几套设备,在实验室带领团队日夜奋斗。

铝在熔化和浇铸过程中碰到一丁点有水分的材料都会爆炸或喷溅,那段时间,罗明浩和团队基本保持早上7点起,凌晨3点睡的作息,夜以继日地在这个细分领域持续攻关。

最终,罗明浩和团队做出了国内第一条电子级超高纯铝制备产线,他们也见证了中国拥有自己的电子级超高纯铝的历史一刻。

普通金属一般能达到99.8%的纯度,但制作芯片的金属纯度需要达到99.9999%。尽管差距只有0.19%,但普通99.8%金属铝的价格是10元一公斤,纯度99.9999%的铝价格高达200多元一公斤,价值完全不同。

目前,国内第一家高纯铝精炼铸造系统已经实现了运转,打破了国外对于该项技术的垄断,有效降低公司原材料成本,并首次实现了该产品的国产化。

代代相传 芯片产业不断进步
电子级超高纯铝制备产线成功运营,意味着以罗明浩为代表的一些产业工人真正实现了从维修工人向一线技术工人的转变。新厂房不断建成落地,不再局限于浙江宁波,2019年起,北京江丰、武汉江丰、湖南江丰相继成立,广东江丰破土动工;控股公司台湾江丰注册成立。

厂房里,数字化技术应用广泛:利用金属材料塑性变形加工生产线及内部组织结构检测设备,实现了晶粒晶向的精确控制;Al、 Ti、Ta、Cu等不同靶材和不同背板材料的大尺寸、高结合率和高强度的扩散焊接技术同时应用;国内外顶尖的数控车床、加工中心等大型精密加工设备,对靶材的各项尺寸进行精准控制……

尽管如此,对新技术的研发却没有止步。有一次,罗明浩被派往上海做某种材料的提纯设备和工艺的研发工作,当时需要从总部带一名研发人员过去。罗明浩心中早就有了人选——一名对待工作态度及执行力非常好的年轻小伙子。

这项研发工作是国内没有的设备和工艺,罗明浩并没有把握一定能成功,早上8点开始工作,一直工作到凌晨2、3点都是常有的事情。

罗明浩欣喜地发现,这个年轻人的努力程度比他预想的还好,罗明浩在帮助他的同时,也从年轻人身上学到了很多新观念、新方法。因为不管多晚,这个年轻人早上7点多都会准时出现在现场。

项目顺利完成,并且远远超出预期,团队仅用了半年时间就研制出了设备和工艺,出来的产品跟被国外所垄断的、世界上最好的材料性能一样。“我这辈子对这事印象很深,也感谢那个年轻人以及那个曾经奋斗过的团队。”罗明浩告诉中工网记者。

目前这些靶材产品已经进入到了全球尖端的行列,并成为全球芯片厂商的主要供应商。在超高纯金属材料及溅射靶材领域,目前江丰电子的国内市场已经占到了国内市场份额的第一,全球市场份额第二。

二十多年来,罗明浩一直工作在生产第一线,一枚枚靶材在我国自主设计研发的生产线上诞生,江丰电子也从创业低谷走到成功上市,成为了国家制造业单项冠军,以罗明浩为代表的产业工人也完成了从一个普通工人到能参与多项国家项目的技术工程人员的蜕变。

以“新”制“芯”!这些密布上万米金属导线的、指甲盖大小的“中国芯”以强大的内核支撑着数字领域的飞速发展,而罗明浩等产业工人也在用技能创新和匠心书写中国芯片制造业的新辉煌。(中工网记者 李新媛)

来源:中工网

编辑:董佳兴

审核:张秋晨

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