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山西综改区:累累硕果彰显创新力量

来源:科学导报    时间:2022-07-29 10:35

▲ 精密带钢有限公司员工展示手撕钢

盛夏时节,万木葱茏。在山西综改示范区这片希望的田野、兴业的沃土上,创新之风劲吹,孕育着一个个奇迹。

建设山西综改示范区是山西省委、省政府践行习近平总书记和党中央赋予山西建设“国家资源型经济转型综合配套改革试验区”重大使命的战略决策。2020年5月,习近平总书记在山西考察时,勉励山西“在转型发展上率先蹚出一条新路来”,极大地鼓舞了奋战在转型综改一线广大科技工作者的士气和干劲。两年多来,山西综改示范区一连串令人惊叹的成果彰显着创新的蓬勃力量……

千锤百炼终成绕指柔

6月13日,中国宝武太钢不锈钢精密带钢有限公司(以下简称“精密带钢公司”)生产车间内机器轰鸣,轧制、清洗、拉矫、纵切、包装……“手撕钢”生产呈现一派火热的繁忙景象。

“手撕钢”从外表看只是一卷普通的钢材,展开后却薄如蝉翼,用手轻拉便能撕开。“别看它薄,却可以承受20万次折叠,不变形、不断裂。”精密带钢公司首席工程师廖席自豪地说。

展台背后的电子大屏上展示着习近平总书记2020年5月12日视察精密带钢公司时的4张照片。两年多过去,精密带钢公司综合管理部宣传干事孟蕾蕾对当时的情景仍记忆犹新:在光亮机组前,习近平总书记饶有兴致地了解了厚度仅有0.02毫米的不锈钢箔材“手撕钢”产品,他拿起一片“手撕钢”仔细察看,用手指轻轻扭折了一下,称赞道:“工艺确实好,就像锡纸一样薄,百炼钢做成了绕指柔。”

在生产车间门口,习近平总书记同职工代表亲切交流:“希望你们再接再厉,在高端制造业科技创新上不断勇攀高峰,在支撑先进制造业方面迈出新的更大步伐。”

牢记习近平总书记嘱托,精密带钢人只争朝夕。3个月后,他们交出了一份新的成绩单:2020年8月16日11时15分,用时3小时,宽600毫米、厚0.015毫米的不锈钢精密箔材轧制成功。

精密带钢公司党委书记、经理王天翔回忆,由于0.015毫米的厚度超出了设备的设计极限,轧辊已经“感觉”不到不锈钢精密箔材的存在,在“擀”的过程中不断打滑。“在这种情况下,我们对轧辊进行了特殊处理,用激光把它毛化了,增加了粗糙度,同时减小了直径,这样就可以继续‘擀’了!”

老问题解决了,新问题又来了。由于0.015毫米太薄,突破了设备设计极限,已经测量不出厚度了。“我们把设备的精度调整到极限,再通过数学模拟计算,最终解决了测量的问题。”王天翔说。厚度再减0.005毫米,能改变什么?“如果用来做电池包覆膜,同样体积,电池容量能增加17%。”廖席解释。

点滴努力汇聚,才有了科技创新之花的绚丽绽放。“习近平总书记对‘手撕钢’的肯定让我们备受鼓舞,总书记的殷殷嘱托是我们创新发展的强大动力,让我们鼓足干劲,一刻也不敢懈怠。”王天翔表示。“今年7月,我们将再次全球首发两款高端新材料,一款是掩膜板用专业膨胀合金,这一新材料打破了日本垄断,填补了国内空白,实现产业链自主可控;另一款是光刻机用特殊耐蚀合金高端新材料,解决了芯片制造过程中的‘卡脖子’难题。同时,结合箔材特殊性能与使用场景需求,正在研发制作一种即时发热的新型复合材料,为飞机机翼快速除冰。”谈到下一步的计划,廖席信心满满。

“蒙眼绣花”制造最强衬底

6月14日,在山西烁科晶体有限公司(以下简称“烁科晶体”)一层展厅,一个个像有机玻璃的圆形“工艺品”引起了人们的注意。工作人员介绍,这是碳化硅晶片,厚度0.5毫米,约为5张A4纸的厚度,直径4英寸或6英寸,和一张CD光盘差不多。因为太薄,只能夹在两层透明的“玻璃”之间供观赏。就是这样一个薄片,市场售价高达2000美元,还经常“一片难求”。

作为目前全球最先进的第三代半导体材料,碳化硅晶片具有其他材料不具备的诸多优点,是制造高温、高频、大功率半导体器件的理想衬底。“打个比方,5G之所以传输速度快,是因为它拥有一颗足够强大的5G芯片心脏,碳化硅晶片就是5G芯片最理想的衬底。”烁科晶体总经理助理马康夫解释道。

走进烁科晶体单晶生长车间,透过玻璃幕墙可以看到一排排3米高的碳化硅单晶生长炉,它们表面平静,里面2000℃以上的高温中却正在发生惊人的化学反应:生长形成碳化硅晶锭。“在这个过程中,晶体很容易出现缺陷。有个指标叫微管,就是晶体中出现的大概只有头发丝几十分之一细的管状孔洞,眼睛是看不到的,一旦出现微管,整个晶体就不合格了。由于温度太高,没办法进行人工干预,所以整个生长过程就如同‘蒙眼绣花’。”马康夫介绍。

把生长好的晶锭用金刚石线切成一片片圆片,再进行研磨、抛光,就是最终的成品,这个过程对环境、工艺的要求十分苛刻。“烁科晶体碳化硅研发团队从研制碳化硅单晶生长炉起步,到攻克生产碳化硅晶片的两大关键技术——晶体生长和晶片加工,历经10多年的艰苦探索,成功实现了从0到1的跨越。”马康夫介绍,“遇到难题,大家从各自领域查找问题,集中力量攻关,不理出个头绪来连饭也顾不上吃。现在,烁科晶体所使用的粉料合成设备、长晶炉都是自己研发、自己生产的全国产化设备。”“全球可以制备高纯度半绝缘碳化硅晶片的厂家一共有4家,烁科晶体就是其中之一。”烁科晶体总经理李斌介绍。

2020年5月12日,习近平总书记考察调研山西综改示范区时,在烁科晶体展台前接过一片高纯半绝缘4H-SIC单晶衬底,仔细察看后高兴地说“这解决了‘卡脖子’问题”。

两年来,在完全掌握4英寸、6英寸高纯半绝缘碳化硅单晶衬底切、磨、抛工艺的基础上,烁科晶体成功研制出8英寸碳化硅晶体,实现了8英寸N型碳化硅抛光片的小批量生产。

4英寸到6英寸再到8英寸意味着什么?“8英寸面积虽然只是6英寸的1.78倍,但芯片产出却增加了90%。”马康夫解释,“这意味着成本降低了、效率提高了,但同时带来的是生长、切割工艺难度的指数式增长。”“下一步,我们将通过技术研发,提升碳化硅衬底的良品率、一致性、稳定性,对标国际领先水平,推动碳化硅衬底的国产化替代,在产品横向拓展方面做一些布局,涉足氮化铝、氧化镓、金刚石等材料,实现宽禁带半导体材料多元化发展。”马康夫表示。

切身感受转型新成果

2020年5月12日上午,习近平总书记来到山西综改示范区政务服务中心改革创新展厅,听取综改区建设和运营情况介绍。习近平总书记强调,长期以来,山西兴于煤、困于煤,一煤独大导致产业单一,建设转型综合改革示范区是党中央赋予山西的一项重大任务,也是实现山西转型发展的关键一招。山西要有紧迫感,更要有长远战略谋划,正确的就要坚持下去,久久为功,不要反复,不要折腾,争取早日蹚出一条转型发展的新路子。

今年6月23日,太原市17名科技工作者沿着习近平总书记的视察足迹来到了山西综改示范区政务服务中心改革创新展厅,重温习近平总书记重要指示重要讲话精神,铭记习近平总书记勉励山西走上高质量发展之路的谆谆嘱托。

在改革创新展厅,一幅幅图片、一件件展品记录着综改区改革不停歇的足迹,讲述着企业家们创新不止的故事——

圣点世纪科技股份有限公司开发了指静脉生物识别技术软件平台,技术处于国内领先,可完全替代进口。

凯赛(太原)生物材料有限公司是全球首家也是目前唯一利用生物技术大规模实现二元酸、生物基戊二胺和聚酰胺等产业化的公司,打破了国外公司对高端尼龙产品长达80多年的垄断。

山西锦波生物医药股份有限公司是全球唯一可将人源胶原蛋白实现产业化的企业,重组Ⅲ型人源化胶原蛋白冻干纤维是全球首个采用人源化胶原蛋白生物新材料开发的终端标志性产品……

科技工作者们问了又问、看了又看,在感到自豪的同时鼓足了前行的勇气。

两年多来,已有633批次、15097人次来到山西综改示范区政务服务中心改革创新展厅参观学习,切身感受转型蹚新路的新成果、新变化。

久久为功蹚新路,踔厉奋发向未来。山西综改示范区将深入学习贯彻习近平总书记关于科技创新重要论述和考察调研山西重要指示重要讲话精神,深刻认识创新在现代化建设全局中的核心地位,加大重点领域关键环节科技创新力度,在新起点上谋求新突破,在新征程中实现新发展。(张云峰 张翔宇)



 
 
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