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国家电投黄河公司:打造中国高纯电子级多晶硅品牌

  承载着国家电投对黄河公司电子级多晶硅项目发展给予的关爱与厚望,黄河水电公司于2014年9月成立电子级多晶硅材料研发项目(02专项)工作组,由公司董事长亲任工作组组长。工作组对照专项工作要求的各项指标,客观分析黄河公司电子级多晶硅生产线存在的问题,制定了工作计划,逐项分解任务,落实指标。通过科研攻关,采取一系列行之有效的措施,在大幅提高黄河公司电子级多晶硅产品产量和品质的同时,各项指标均能满足国家02专项各项考核验收指标。

  “02专项”由黄河公司新能源分公司具体实施,这对黄河公司多晶硅事业未来的发展争取到了更多机遇。也就是从那一天起,新能源分公司秉承着肩负起振兴民族工业的重任,在国内半导体级多晶硅市场完全由国外多晶硅企业所控制的情况下,针对进入半导体级多晶硅市场的困难障碍,主动适应经济新常态,把握机遇,迎难而上,积极调整工作思路,稳步拓展市场。

  提升技术人员综合素质

  黄河公司新能源分公司成功申请成立省级技术中心,化验室顺利通过CNAS监督审核,申请成功国家专利8项(其中发明专利2项)、成功申请成为市级产学研基地,累计研发投入11571.44万元。

  着力加科研人员的培养。该公司对分公司班组长、技术员等管理人员对生产工艺技术掌握情况进行摸底调查,联合青海大学制定针对性课程开展培训工作,全面提升操作人员整体素质。加强工艺参数对标、对设计值工作,在精熟引进工艺基础上不断优化。消化吸收原设计,对比工艺设计技术资料与实际运行参数,分析偏离原因,合理回归设计值。同时对标国内外先进指标,联合科技工程公司于2014年底完成《高摩尔比对多晶硅中杂质影响研究报告》,通过长期实际生产验证,目前已固化多套生产处方用于生产电子级多晶硅、太阳能级多晶硅、拉制基料、切割基料等不同产品。物耗、能耗指标得到大幅提升。继续对设计值进行持续优化,通过建立健全检测项目,尤其是独创的实行每一批次中间产品评价机制,使精馏装置工艺参数的微小波动对中间产品质量影响得以及时发现,从而精确优化工艺参数。在独立完成三版精馏工艺参数的优化后,中间产品质量全部达到或优于国标电子一级的控制指标。

  加强技术消化,通过对现有工艺深度研究弥补引进技术缺陷。针对循环氢气可能对产品质量造成的影响,一是长期试验、对比、分析使用循环氢气和超纯氢气生产的多晶硅产品;二是A08装置实际运行工况下采用模拟软件(ASPENPLUS软件)的模拟研究;三是请国内知名设计院进行数据核算。2015年5月份制定氢回收装置烟气吸收塔优化方案并实施,工艺优化后循环氢气质量得到较大改善,有利于多晶硅产品质量的提升。通过自主研发不断完善引进工艺。分公司联合东北某企业研发新型复合材料碳净化炉。经过一年多的运行,净化后的石墨部件成品质量得以提升,石墨部件重复利用率也得以提高。针对拉制硅芯引进杂质对产品质量的影响,联合本省某企业自主研发硅芯切割机,通过调整切割用基料的生产处方等方法提升基料质量,目前已实现硅芯桥全部采用切割工艺生产、硅芯批量采用切割工艺生产。

  提升自动化建设水平

  为排除人为因素对中间产品质量的影响,提高全厂的自动化控制水平,开展顺序控制程序研究。对精馏装置实施“一键开车”,将精馏分场一线精馏塔的各项工艺参数控制方式由手动控制转变为计算机软件自动化控制,实现精馏塔的标准化操作,最大限度地减少人员操作造成的系统偏差和扰动,提高精馏塔产量、保证工艺参数的精细化控制,提高了产品质量。同时完成了还原炉物料控制工艺方案编写、软件研发、控制程序上线测试及运行工作。通过自动化建设推进了控制参数标准运行 ,有效避免了人为因素造成中间产品、成品质量波动。加强DCS报警值管控力度,提升工艺参数偏离标准运行。依据DCS报警值对安全、质量、稳定生产影响的程度分为关键报警参数、重要报警参数和一般报警参数三类。建立“关键报警参数”按照事件进行管理、“重要报警参数”

  生产技术部考核、“一般报警参数”分场管理的管理机制。确定班组响应并上报、分场统计并优化、调度监督并落实、生技部管理并考核的垂直式分级管理模式,有效避免工艺参数偏离标准运行。针对硅芯安装及硅棒收割环节对产品质量的影响,编制完成《国家电力投资集团公司多晶硅清洁生产标准》、《国家电力投资集团公司光伏产品技术标准》,并持续贯标,加强硅芯安装及硅棒收割环节的标准化操作,有效的降低了人员操作对产品质量的影响。

  提升产品市场份额

  多渠道加强外部沟通,降低外部因素对产品质量影响。加强下游企业沟通,不断修正工艺提升产品质量。加强外购原辅材料供货商排查,降低其引入杂质几率。与世界领先的材料鉴定分析机构Evans Analytical Group(简称EAG)进行检测数据的比对,EAG检测数据显示新能源分公司样品满足集成电路用多晶硅指标。分公司委托北京有研半导体材料有限公司,对分公司原生多晶硅料制备300mm直径硅片后,从拉晶导电型号、电阻率以及氧的控制、铁含量、成型情况等参数进行验证,并与三菱电子级多晶硅进行对比后均未发现明显差异。

  黄河公司新能源分公司产品通过了北京有研半导体材料有限公司、万象硅峰电子股份有限公司、西安华晶电子技术有限公司、天津市环欧半导体材料技术有限公司、浙江金瑞泓科技股份有限公司产品验证。并一致认为该公司生产电子级多晶硅产品质量可以满足集成电路需求。并且该公司分别向天津环欧、万向硅峰、济南科盛半导体、浙江金瑞泓公司提供了电子级多晶硅料销售。2013年度和2014年度均通过浙江金瑞泓公司的关键供方考察审核,获得该公司供应商资格,于2014年6月与浙江金瑞泓科技股份有限公司签订《电子级多晶硅产品长期合作框架协议》,并共同参与6英寸、8英寸、12英寸硅片的论证实验,标志着黄河公司新能源分公司电子级多晶硅完全满足集成电路生产使用,并得到下游企业认可。自2014年开始,黄河公司新能源分公司在国内集成电路用多晶硅市场占有率达10%。

  “路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。”黄河公司新能源分公司全体干部职工不忘初心、继续前进,坚定走生产高纯电子级多晶硅的信念和决心,同心协力,迎难而上,努力打造中国高纯电子级多晶硅品牌!(黄河公司)