2003年,洛陽單晶硅有限責(zé)任公司、北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院(現(xiàn)中國五礦所屬中國恩菲工程技術(shù)有限公司,以下簡(jiǎn)稱“中國恩菲”)、洛陽金豐電化有限公司三家共同出資的中硅高科正式成立。2005年,中硅高科在洛陽建成了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多晶硅生產(chǎn)線,成功打破國外壟斷,吸引了一批產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)蓬勃生長(zhǎng),引領(lǐng)我國光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
多晶硅主要應(yīng)用于電子信息產(chǎn)業(yè)和太陽能光伏能源行業(yè),是生產(chǎn)太陽能電池和集成電路的重要基礎(chǔ)材料。21世紀(jì)初,多晶硅的技術(shù)和生產(chǎn)被國外壟斷。隨著電子信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,我國多晶硅產(chǎn)業(yè)落后的局面亟須突破。
時(shí)過境遷,中硅高科的歷史使命早已變化。
如今,中硅高科已成為中國五礦旗下專注于集成電路用先進(jìn)硅基材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)。通過自主研發(fā)和技術(shù)突破,中硅高科在超高純多晶硅、電子特氣、硅基前驅(qū)體材料及功能性材料方面不斷創(chuàng)新,持續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品性能和質(zhì)量,成功實(shí)現(xiàn)了多種關(guān)鍵材料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn),正致力于成為世界一流的高端基礎(chǔ)材料發(fā)展商。
1開荒突破乘勢(shì)而上
2005年,光伏發(fā)電上網(wǎng)的標(biāo)桿電價(jià)約為1.2元/千瓦時(shí)。20年來,得益于光伏多晶硅成本的下降,現(xiàn)在光伏電價(jià)則基本與火力發(fā)電電價(jià)持平。為光伏發(fā)電降本,中硅高科功不可沒。
由于多晶硅在半導(dǎo)體、軍事領(lǐng)域的特殊用途,美德日等掌握多晶硅生產(chǎn)技術(shù)的國家對(duì)我國進(jìn)行全方位的技術(shù)封鎖。早在20世紀(jì)90年代,中國恩菲便開始了國產(chǎn)多晶硅生產(chǎn)技術(shù)的探索之路。為了實(shí)現(xiàn)研發(fā)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化,解決我國多晶硅受制于人的困境,四項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)在規(guī)?;a(chǎn)線上得到了驗(yàn)證之后,中國恩菲開始尋找可以進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)化的合作伙伴。彼時(shí),國內(nèi)所有廠家一年的多晶硅產(chǎn)能加在一起不足100噸,在洛陽市支持下,聚焦于自主技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的多晶硅企業(yè)—中硅高科應(yīng)運(yùn)而生。
中硅高科成立之初,掛牌在距離洛陽市區(qū)40多公里的偃師區(qū)一戶農(nóng)家。當(dāng)時(shí),沒有食堂和宿舍,沒有生產(chǎn)設(shè)備和施工圖紙,也沒有可供參考的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),一切從零開始。技術(shù)專家沈祖祥與現(xiàn)任中國五礦首席科學(xué)家、硅基材料制備技術(shù)國家工程研究中心主任、中國恩菲副總工程師嚴(yán)大洲帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在河南偃師的石牛溝村開啟了國產(chǎn)多晶硅生產(chǎn)技術(shù)的拓荒之路。團(tuán)隊(duì)從零開始,從自主設(shè)計(jì)核心裝備——國內(nèi)第一臺(tái)12 對(duì)棒多晶硅還原爐,到干法回收技術(shù)的重點(diǎn)突破,到四氯化硅副產(chǎn)物關(guān)鍵處理技術(shù)的攻關(guān),正是這些原創(chuàng)的研發(fā)理念、技術(shù)研究和工藝突破,這些原創(chuàng)的生產(chǎn)技術(shù)包,貫通了中國第一條年產(chǎn)300噸多晶硅生產(chǎn)線。
2005年10月29日,第一爐試運(yùn)行生產(chǎn)的多晶硅產(chǎn)品出爐,各項(xiàng)數(shù)據(jù)均達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo),多晶硅單爐生產(chǎn)能力達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先。同年12月18日,該項(xiàng)目全線竣工投產(chǎn),采用的工藝技術(shù)裝備全部實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化,是國內(nèi)第一條具有全部自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的多晶硅產(chǎn)業(yè)化示范線,打破了國外多晶硅生產(chǎn)的技術(shù)封鎖和市場(chǎng)壟斷。
與今天動(dòng)輒十萬噸的多晶硅項(xiàng)目相比,300噸項(xiàng)目規(guī)模和體量很小,但卻為中硅高科的后續(xù)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)、技術(shù)基礎(chǔ)和人才基礎(chǔ)。從投產(chǎn)至2012年停運(yùn),該項(xiàng)目累計(jì)實(shí)現(xiàn)收入超過17億元,為企業(yè)發(fā)展提供了必要的資金條件;累計(jì)貢獻(xiàn)稅收超過4億元,為洛陽地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展注入動(dòng)能;在工程技術(shù)方面,也縮小了與國際巨頭的差距。
中硅高科參與建設(shè)的硅基材料制備技術(shù)國家工程研究中心
多晶硅生產(chǎn)技術(shù)壟斷被打破后,我國光伏行業(yè)迅速發(fā)展,對(duì)多晶硅需求量猛增,帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。中硅高科審時(shí)度勢(shì),在市場(chǎng)、資金、技術(shù)三方條件具備的情況下,在洛龍區(qū)建廠,繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能,并逐步完善和提升技術(shù)。
多晶硅生產(chǎn)耗電量大,300噸項(xiàng)目時(shí)期,每生產(chǎn)1公斤多晶硅要耗電至少170千瓦時(shí)。中硅高科后續(xù)建成的幾期項(xiàng)目由于采用了六項(xiàng)新技術(shù)集成,產(chǎn)品的原輔材料消耗、能源消耗都大大降低,綜合利用程度大為提高。在洛龍廠區(qū)產(chǎn)能達(dá)到20000噸的時(shí)候,耗電量已經(jīng)能控制在每公斤80千瓦時(shí)以內(nèi),光伏多晶硅的售價(jià)也降至約20萬元/噸,極大助力了我國光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
“十一五”期間,我國多晶硅年產(chǎn)量從兩三百噸發(fā)展至4.5萬噸,光伏原材料自給率從幾乎為零提高至約 50% ,并于2011年成為全球第一大多晶硅供應(yīng)國。2萬噸多晶硅廠在洛龍區(qū)建成的時(shí)候,中硅高科已經(jīng)屬于國內(nèi)排名第一、全球排名第六的光伏多晶硅廠了。
負(fù)重前行艱難抉擇
2012年,工廠第一次停產(chǎn)。
彼時(shí),國內(nèi)諸多企業(yè)扎堆進(jìn)入光伏領(lǐng)域,且新建產(chǎn)能多數(shù)位于電價(jià)更加低廉的西部地區(qū)。同時(shí),受美債危機(jī)和“雙反”等國際形勢(shì)的影響,多晶硅價(jià)格急速“跳水”,成本嚴(yán)重倒掛,整個(gè)光伏行業(yè)邁人“寒冬”。
全國多晶硅生產(chǎn)企業(yè)均進(jìn)入嚴(yán)重虧損階段,地處河南洛陽的中硅高科要承擔(dān)高得多的用電成本,也開始逐漸虧損,公司決定和國內(nèi)多晶硅企業(yè)一樣,全部暫時(shí)停產(chǎn),蟄伏等待市場(chǎng)回暖。
停產(chǎn)的這一年里,擺在中硅高科面前的不止何時(shí)能夠開工復(fù)產(chǎn)這一個(gè)問題。企業(yè)后續(xù)經(jīng)營(yíng)何以為繼?人員穩(wěn)定如何保證?企業(yè)實(shí)力如何保存、優(yōu)化、提升?現(xiàn)金流如何保持暢通?種種難題讓中硅高科的管理者們不得不面臨何去何從的抉擇。
“我們開始認(rèn)真思考我們的優(yōu)劣勢(shì)。從劣勢(shì)上來講,我們尚處在發(fā)展階段,且地域電價(jià)高導(dǎo)致用電成本很高;而優(yōu)勢(shì)在于,我們對(duì)硅材料的認(rèn)識(shí)度非常深,人才儲(chǔ)備、區(qū)位對(duì)我們也比較有利。所以結(jié)合對(duì)行業(yè)發(fā)展的預(yù)判,公司決定把硅材料向高端方向延伸?!敝泄韪呖泣h委書記、董事長(zhǎng)萬燁回憶說。
接下來的一段時(shí)間,中硅高科一方面不斷豐富和培育光通信和集成電路領(lǐng)域的產(chǎn)品種類,另一方面也在想盡一切辦法壓縮傳統(tǒng)光伏類產(chǎn)品的成本。
中硅高科作為國有企業(yè),要力求國有資產(chǎn)保值增值,投資決策必須慎之又慎,雖然也曾考慮過去包頭、呼和浩特、山西、云南曲靖等電價(jià)更低的地方建廠易地發(fā)展,但走高端產(chǎn)品研發(fā)才能將中硅高科的技術(shù)優(yōu)勢(shì)最大化。以半導(dǎo)體領(lǐng)域?yàn)槔?,半?dǎo)體材料對(duì)安全性的要求和運(yùn)輸成本都很高。大部分的半導(dǎo)體企業(yè)都分布在江浙滬、珠三角、京津冀和西安、四川等區(qū)域。洛陽剛好在中間的位置,非常有利于產(chǎn)品往各個(gè)聚集區(qū)輻射。此外,半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)服務(wù)及時(shí)率的要求也很高,地處洛陽也能讓中硅高科對(duì)客戶服務(wù)支持的響應(yīng)速度維持在較高的水平。
當(dāng)前,光伏市場(chǎng)需求降低、企業(yè)產(chǎn)能過剩、被迫關(guān)停等問題,再次考驗(yàn)我國光伏生產(chǎn)企業(yè),西部新建企業(yè)也不例外?!叭绻?dāng)年我們?nèi)チ穗妰r(jià)低廉的地方易地發(fā)展,頂多是有了一段“緩沖期’,遲早還是要面臨生死抉擇。壓力之下,不留退路,立足洛陽實(shí)際上加速了中硅高科的轉(zhuǎn)型發(fā)展?!痹谌f燁看來,對(duì)中硅高科來說,易地發(fā)展只能治標(biāo),卻不治本,高質(zhì)量發(fā)展才是企業(yè)的必由之路。
當(dāng)時(shí),中硅高科兵分幾路:產(chǎn)業(yè)工人想盡一切辦法維護(hù)現(xiàn)有設(shè)備,保持設(shè)備的良好狀態(tài);技術(shù)人員重點(diǎn)分析系統(tǒng)問題,總結(jié)系統(tǒng)運(yùn)行情況,提出未來優(yōu)化升級(jí)方案,并全力進(jìn)行技術(shù)改造;管理人員壓縮管理層級(jí)、精簡(jiǎn)崗位設(shè)置及編制,提升管理效率和員工工作效率。
2012年12月到2013年8月期間,中硅高科自籌1100萬元資金完成了37項(xiàng)重大節(jié)能技術(shù)改造項(xiàng)目,涉及干法、提純、還原、氫化、公用輔助、硅片、檢測(cè)等多晶硅生產(chǎn)的所有環(huán)節(jié),重點(diǎn)解決影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、產(chǎn)品質(zhì)量和能耗偏高等問題。
2013年9月,中硅高科在停工一年后成功復(fù)產(chǎn),不僅各系統(tǒng)運(yùn)行正常,單位產(chǎn)品能耗比2012年全年平均值降低了 16.6% 。期間,中硅高科逐步實(shí)現(xiàn)扭虧為盈,但也更加深刻認(rèn)識(shí)到多晶硅產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)方式的根本性變化,調(diào)整發(fā)展思路,既持續(xù)進(jìn)行技改挖潛,降低多晶硅生產(chǎn)成本,又依托技術(shù)優(yōu)勢(shì),瞄準(zhǔn)集成電路及光通信產(chǎn)業(yè),開發(fā)國家急需的硅基材料新產(chǎn)品。
退城入園全面轉(zhuǎn)型
2018年“531”光伏新政后,終端需求出現(xiàn)“一刀切”局面,光伏行業(yè)進(jìn)入“后補(bǔ)貼時(shí)代”,多晶硅價(jià)格一路震蕩下跌。在生存再次受到巨大挑戰(zhàn)之時(shí),中硅高科最終決定摒棄高能耗的光伏板塊,充分利用現(xiàn)有產(chǎn)品及技術(shù),向高端化轉(zhuǎn)型,
事實(shí)上,從2014年起,中硅高科就通過對(duì)硅基基礎(chǔ)材料的深入研究,逐步形成了以光纖四氯化硅生產(chǎn)為主的光通信產(chǎn)業(yè)基地,以電子級(jí)多晶硅、硅基電子氣體為主的集成電路用基礎(chǔ)材料生產(chǎn)基地。
于中硅高科而言,企業(yè)能夠下定決心全面轉(zhuǎn)型得益于多個(gè)方面的有力支撐:一是產(chǎn)品質(zhì)量得到了光通信和集成電路兩個(gè)領(lǐng)域的認(rèn)可;二是產(chǎn)品能支撐企業(yè)未來發(fā)展;三是長(zhǎng)期以來培養(yǎng)的科技人員能夠不斷豐富產(chǎn)品集群。還有一點(diǎn)不容忽略的,就是在中硅高科全面轉(zhuǎn)型的過程中,剛好疊加了“退城入園”的國家政策。
隨著國家安全環(huán)保政策不斷收緊,化工園區(qū)外新建、擴(kuò)建危險(xiǎn)化學(xué)用品項(xiàng)目受到限制。2019年,洛陽啟動(dòng)“退城入園”工作,對(duì)相關(guān)企業(yè)實(shí)施停、限產(chǎn)要求。中硅高科充分考慮相關(guān)政策和支持,開始了緊鑼密鼓的籌備和部署,2020年,中硅高科電子信息材料項(xiàng)自在孟津區(qū)先進(jìn)制造業(yè)開發(fā)區(qū)華陽產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)正式開工,中硅高科再次對(duì)裝備、技術(shù)、產(chǎn)品等進(jìn)行了重新梳理和升級(jí),為了更好地滿足工業(yè)園區(qū)的合規(guī)化要求,在安全環(huán)保等方面也做了對(duì)應(yīng)的提升。
中硅高科孟津工廠精瘤提純平臺(tái)
2023年11月,新廠建成,中硅高科不再生產(chǎn)光伏多晶硅,而是專注于集成電路用先進(jìn)硅基材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。
“退城入園”政策的推出雖然為中硅高科解決了化工園區(qū)用地,后續(xù)發(fā)展也從側(cè)面印證了中硅高科早年選擇立足洛陽的正確性,但“退城入園”對(duì)中硅高科的發(fā)展也是一把“雙刃劍”。
基于行業(yè)質(zhì)量管理的要求,半導(dǎo)體材料進(jìn)入市場(chǎng)前往往需要1一2年的驗(yàn)證期,而化工廠建設(shè)屬于重大PCN報(bào)備項(xiàng)目,中硅高科工廠易址就必須在建成投產(chǎn)后重新進(jìn)行產(chǎn)品驗(yàn)證。因?yàn)椴皇切屡f廠并行運(yùn)行,而是徹底關(guān)停舊廠再建新廠,正在使用中硅高科產(chǎn)品的客戶難免有了兩方面的顧慮:這些產(chǎn)品必然要在舊廠關(guān)停后“斷供”,那么我現(xiàn)在還要不要繼續(xù)使用?新廣建成后重新驗(yàn)證需要時(shí)間,那么我未來還要不要繼續(xù)使用??jī)煞矫姣B加,對(duì)很多千辛萬苦導(dǎo)入的客戶造成很大干擾,也使得中硅高科在2一3年的時(shí)間段內(nèi)市場(chǎng)推廣難度大增。
通過努力,孟津新廠建成至今,中硅高科已經(jīng)通過了50余家企業(yè)的二方審核,得到了客戶的高度認(rèn)可,產(chǎn)能大大提高的同時(shí),產(chǎn)品種類也逐年增加。截至目前,在半導(dǎo)體領(lǐng)域應(yīng)用的硅基材料有近40種,中硅高科已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了其中20多種的國產(chǎn)化。原本需要在多家企業(yè)甚至多個(gè)國家進(jìn)行產(chǎn)品采購的客戶,現(xiàn)在往往可以在中硅高科一條龍購齊。
“當(dāng)然,半導(dǎo)體領(lǐng)域的產(chǎn)品更新迭代很快,我們既要關(guān)注哪些產(chǎn)品可能會(huì)被淘汰,更要關(guān)注隨著先進(jìn)制程的逐步發(fā)展,未來我們還要研制哪些新的產(chǎn)品,以此來滿足市場(chǎng)需求、保持我們的競(jìng)爭(zhēng)力?!比f燁說。
正是由于中硅高科產(chǎn)品的高質(zhì)量、優(yōu)服務(wù)給了眾多客戶信心,一些下游廠商會(huì)根據(jù)自身下一步的發(fā)展提前向中硅高科提出新產(chǎn)品的需求,由中硅高科進(jìn)行預(yù)研和攻關(guān),快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品初步測(cè)試。通過這樣的模式,雙方建立良好的客情關(guān)系,下游企業(yè)發(fā)展提速,中硅高科技術(shù)升級(jí),最終形成雙贏的良性循環(huán)。
盡管很多產(chǎn)品還處在驗(yàn)證環(huán)節(jié),但中硅高科的部分產(chǎn)品已經(jīng)做到了國內(nèi)市場(chǎng)占有率第一。四氯化硅是芯片刻蝕環(huán)節(jié)要用到的一種特氣,中硅高科已經(jīng)實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)替代,是目前國內(nèi)穩(wěn)定供應(yīng)四氯化硅的主要企業(yè)。2025年,半導(dǎo)體制程環(huán)節(jié)尤其是存儲(chǔ)芯片要用到的六氯乙硅烷,中硅高科在國內(nèi)市場(chǎng)供應(yīng)量預(yù)計(jì)也將達(dá)到 70% 。
“每?jī)膳_(tái)國產(chǎn)新能源汽車中就有一臺(tái)使用了我們的產(chǎn)品,全球每5臺(tái)5G手機(jī)中至少有1臺(tái)的射頻芯片要用到我們的產(chǎn)品?!比f燁預(yù)計(jì),從2025年下半年開始,中硅高科的產(chǎn)品在市場(chǎng)上的反響會(huì)越來越好,進(jìn)入市場(chǎng)環(huán)節(jié)的產(chǎn)品也會(huì)越來越多,預(yù)計(jì)到2025年底達(dá)到34種、到2027年實(shí)現(xiàn)全門類覆蓋。
中硅高科對(duì)未來發(fā)展的信心主要來自企業(yè)自身雄厚的研發(fā)實(shí)力。
依托全國唯一的硅基材料制備技術(shù)國家工程研究中心,以嚴(yán)大洲、萬燁為代表的行業(yè)專家瞄準(zhǔn)空白、卡脖子領(lǐng)域,從基礎(chǔ)研究到數(shù)據(jù)平臺(tái),從技術(shù)體現(xiàn)到產(chǎn)業(yè)示范線,從國家課題到國際標(biāo)準(zhǔn),推動(dòng)行業(yè)實(shí)現(xiàn)從“0”到“1”再到“領(lǐng)跑”的顛覆性變革,保障了我國電子信息和新能源產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵材料供應(yīng)安全。
中硅高科的技術(shù)創(chuàng)新始終堅(jiān)持以產(chǎn)業(yè)化為最終目標(biāo)。基于自主建立的硅基材料基因數(shù)據(jù)庫,形成了固態(tài)硅的界面沉積強(qiáng)化理論和硅基材料合成、純化理論。中硅高科完善形成硅基材料技術(shù)譜系,同類產(chǎn)品選用對(duì)應(yīng)的技術(shù)模塊,將“試錯(cuò)型”產(chǎn)品開發(fā)升級(jí)為“驗(yàn)證式”產(chǎn)品生產(chǎn),有序銜接生產(chǎn)與市場(chǎng)的需求。比如,針對(duì)芯片材料用量小而精的特點(diǎn),搭建開放式硅基材料制備系統(tǒng),研發(fā)模塊化裝備,根據(jù)需要高效組合,實(shí)現(xiàn)柔性生產(chǎn)。該技術(shù)譜系的有效運(yùn)行,使得中硅高科明星產(chǎn)品電子級(jí)三氯氫硅、四氯化硅、四甲基硅烷創(chuàng)造了一個(gè)月內(nèi)從調(diào)試到產(chǎn)品全面合格,并走向客戶驗(yàn)證的傳奇。
從“為光伏發(fā)電降本”到“為國產(chǎn)芯片撐腰”,中硅高科成立20多年來始終不變的是“擔(dān)國家責(zé)任補(bǔ)行業(yè)短板”。萬燁認(rèn)為,中硅高科要想實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展,必須要有堅(jiān)定的戰(zhàn)略定力、靈活的戰(zhàn)術(shù)決策,人才與科技的雙重賦能?!霸谶@個(gè)過程中,始終保持自主創(chuàng)新和與客戶的黏性,決定了我們能否實(shí)現(xiàn)真正的轉(zhuǎn)型成功?!?/p>