高純(純度≧3N)三氟化氯作為高端芯片加工的新一代綠色環(huán)保型干法原位蝕刻清洗劑,具有其他類型清洗劑不可替代的作用,被國(guó)家列入“兩用物項(xiàng)”。國(guó)內(nèi)高端芯片行業(yè)使用的高純?nèi)热恳蕾囘M(jìn)口,面臨“斷供”風(fēng)險(xiǎn),是芯片制造典型的“卡脖子”關(guān)鍵材料,其保障程度關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展和國(guó)家安全。
目前,全球能生產(chǎn)高純?nèi)鹊膰?guó)家僅有日本和美國(guó)(純度不高于3N),其生產(chǎn)技術(shù)處于高度保密狀態(tài),產(chǎn)品價(jià)格居高到每噸近千萬(wàn)元。在中美貿(mào)易摩擦的國(guó)際環(huán)境下,實(shí)現(xiàn)高純?nèi)葒?guó)產(chǎn)化和自主可控是必然選擇。該項(xiàng)目依托國(guó)家科技重大專項(xiàng)(02專項(xiàng))子課題“圖形化工藝用材料產(chǎn)品開(kāi)發(fā)_ClF3”,針對(duì)三氟化氯與氟化氫形成極難分離的共氟物系、生產(chǎn)過(guò)程安全隱患和產(chǎn)品分析檢測(cè)三大亟待突破的重點(diǎn)難點(diǎn)和關(guān)鍵共性技術(shù),歷經(jīng)5年攻關(guān),終于打破國(guó)外技術(shù)封鎖,形成了完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工業(yè)化生產(chǎn)成套技術(shù),推動(dòng)了電子特種氣體行業(yè)的科技進(jìn)步。主要?jiǎng)?chuàng)新成果如下:
1、深入研究了三氟化氯-氟化氫共氟物系氟離子的締合與離散機(jī)理,首次揭示并掌握了氟化氫與氟化鈉、三氟化氯與氟化鈉和氟化氫與三氟化氯之間締合及相互作用規(guī)律,發(fā)明了具有NiF2-NaF構(gòu)型的新型改性氟化鈉吸附劑和“金屬吸附劑層床+低溫精餾”二級(jí)純化技術(shù),破解了ClF3與HF共氟物系分離的技術(shù)難題,將有害雜質(zhì)氟化氫含量控制在30ppmv以內(nèi)。
2、發(fā)明了無(wú)外接動(dòng)力增壓的四級(jí)溫差驅(qū)動(dòng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)由系統(tǒng)自身為各工藝單元提供動(dòng)力源,顛覆了國(guó)際上三氟化氯工藝系統(tǒng)必須采用膜片壓縮機(jī)或無(wú)油增壓設(shè)備,解決了三氟化氯生產(chǎn)過(guò)程安全隱患的問(wèn)題。
3、發(fā)明了三氟化氯專用耐腐蝕氣相色譜儀,實(shí)現(xiàn)了“一次進(jìn)樣,全組分分離”的高精度定量分析功能,擺脫了國(guó)內(nèi)無(wú)法測(cè)試三氟化氯的困境;設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了高純?nèi)詣?dòng)氟氣發(fā)生器、三氟化氯合成反應(yīng)艙氟化膜梯級(jí)成形工藝、ClF3鎳基反應(yīng)艙和基于AI算法的精餾塔控制系統(tǒng),提高了生產(chǎn)過(guò)程的安全性和運(yùn)行的穩(wěn)定性。
4、建立了國(guó)內(nèi)首條三氟化氯工業(yè)化生產(chǎn)線,制備出純度為99.995%的高純?nèi)龋a(chǎn)品比國(guó)際水平高出一個(gè)質(zhì)量等級(jí)。芯片生產(chǎn)企業(yè)采用本項(xiàng)目的三氟化氯原位蝕刻清洗,實(shí)現(xiàn)高質(zhì)、高效和綠色環(huán)保,原料成本大幅下降,完全替代進(jìn)口。
項(xiàng)目獲國(guó)家授權(quán)專利12件,受理發(fā)明專利10件(其中PCT專利3件),計(jì)算機(jī)軟著6件。制定發(fā)布了國(guó)內(nèi)首個(gè)《電子工業(yè)用氣體 三氟化氯》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(Q/FJDR 016-2020)。經(jīng)權(quán)威專家組評(píng)價(jià),該成果形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高純?nèi)裙I(yè)化生產(chǎn)成套技術(shù),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,整體技術(shù)居于國(guó)際領(lǐng)先水平,對(duì)引領(lǐng)芯片產(chǎn)業(yè)蝕刻清洗技術(shù),解決芯片產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵材料“卡脖子”問(wèn)題,具有重大意義。所研制的高純?nèi)群透呔确治鰴z測(cè)設(shè)備推向了市場(chǎng),得到用戶高度肯定。近3年研發(fā)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)直接銷售收入3.61億元,新增利潤(rùn)超過(guò)1億元。同時(shí)為下游芯片制造企業(yè)節(jié)支10億元,產(chǎn)生了顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
1.李向如 2.李紀(jì)明 3.華祥斌 4.李嘉磊 5.陳施華 6.楊建中 7.林百志 8.張 奎 9.王永健 10.劉志強(qiáng) 11.周玉川 12.吳 強(qiáng) 13.闕祥育 14.杜 勇 15.劉俊儀 16.華小林
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評(píng)價(jià)單位: |
中國(guó)民營(yíng)科技促進(jìn)會(huì) |
報(bào)告編號(hào): |
202201003006 |
評(píng)價(jià)日期: |
2022-01-16 |
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組織單位: |
中國(guó)民營(yíng)科技促進(jìn)會(huì)科技成果轉(zhuǎn)化辦公室 |
項(xiàng)目負(fù)責(zé): |
雷智旺、李育春 |
成果管理: |
13681439210 |
一、提供的資料齊全,符合評(píng)價(jià)要求。
二、項(xiàng)目圍繞ClF3與HF共氟物系極難分離、工藝系統(tǒng)安全增壓和分析檢測(cè)三大重點(diǎn)難點(diǎn),開(kāi)展了關(guān)鍵技術(shù)及配套技術(shù)研究與系統(tǒng)集成,取得以下創(chuàng)新性成果:
1、深入研究了三氟化氯-氟化氫共氟物系氟離子的締合與離散機(jī)理,掌握了氟化氫與氟化鈉、三氟化氯與氟化鈉和氟化氫與三氟化氯之間締合及相互作用規(guī)律,為ClF3與HF共氟物系的分離提供了理論依據(jù)。
2、發(fā)明了具有NiF2-NaF構(gòu)型的新型改性氟化鈉吸附劑和“金屬吸附劑層床+低溫精餾”二級(jí)純化技術(shù),解決了ClF3與HF共氟物系分離的技術(shù)難題,將有害雜質(zhì)氟化氫含量控制在30ppmv以內(nèi)。
3、發(fā)明了無(wú)外接動(dòng)力增壓的四級(jí)溫差驅(qū)動(dòng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)由系統(tǒng)自身為各工藝單元提供動(dòng)力源,顛覆了國(guó)際上三氟化氯工藝系統(tǒng)必須采用膜片壓縮機(jī)或無(wú)油增壓設(shè)備,解決了三氟化氯生產(chǎn)過(guò)程安全隱患的問(wèn)題。
4、研制了新型三氟化氯專用耐腐蝕氣相色譜儀,實(shí)現(xiàn)了“一次進(jìn)樣,全組分分離”的高精度定量分析功能。
5、設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了高純?nèi)詣?dòng)氟氣發(fā)生器、三氟化氯合成反應(yīng)艙氟化膜梯級(jí)成形工藝和基于AI算法的精餾塔控制系統(tǒng),提高了生產(chǎn)過(guò)程的安全性和運(yùn)行的穩(wěn)定性。
6、建立了三氟化氯工業(yè)化生產(chǎn)線,制備出高純度三氟化氯,產(chǎn)品比國(guó)際水平高出一個(gè)質(zhì)量等級(jí)。
三、項(xiàng)目已受理發(fā)明專利10件(已授權(quán)3件),授權(quán)實(shí)用新型專利9件,軟件著作權(quán)6件。申請(qǐng)PCT國(guó)際專利3件,制定了國(guó)內(nèi)首個(gè)《電子工業(yè)用氣體 三氟化氯》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(Q/FJDR 016-2020)。
四、產(chǎn)品經(jīng)芯片生產(chǎn)企業(yè)使用表明,采用本項(xiàng)目的三氟化氯原位蝕刻清洗,具有工藝簡(jiǎn)單、高質(zhì)、高效和綠色環(huán)保等優(yōu)勢(shì),原料成本大幅下降,完全替代進(jìn)口,經(jīng)濟(jì)效益顯著。
評(píng)價(jià)委員會(huì)一致認(rèn)為,該成果形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高純?nèi)裙I(yè)化生產(chǎn)成套技術(shù),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,整體技術(shù)居于國(guó)際領(lǐng)先水平,對(duì)引領(lǐng)芯片產(chǎn)業(yè)蝕刻清洗技術(shù),解決芯片產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵材料“卡脖子”問(wèn)題,具有重大意義。
姓名 |
工作單位 |
職稱 |
從事專業(yè) |
涂善東 |
華東理工大學(xué) |
院士 | 化工機(jī)械與材料 |
潘傳紅 |
核工業(yè)西南物理研究院 |
正高 | 氟化工 |
丁天懷 |
清華大學(xué) |
正高 | 精密分析儀器 |
林 森 |
中核集團(tuán)戰(zhàn)略與管理咨詢委委員 |
正高 | 分離化學(xué) |
陳國(guó)華 |
華僑大學(xué) |
正高 | 電子化工材料 |
王偉林 |
福建省化工設(shè)計(jì)院 |
正高 | 化工材料 |
童長(zhǎng)青 |
龍巖學(xué)院 |
正高 | 無(wú)機(jī)化學(xué) |