提炼百亿分之一纯度 洗去芯片身上“污垢”

南化公司今年三季度将建成投产国内一流的电子级硫酸生产装置

提炼百亿分之一纯度 洗去芯片身上“污垢”

□南京日报/紫金山新闻记者徐宁 通讯员郑瑞

“严禁使用香水，更不能打喷嚏……在封闭的洁净室里接受严格的操作训练，以实现清洁度管理，竭力避免一丝污染源。”昨天，南化公司环己酮资深内操叶晓雨向记者透露。

自上月开始，南化公司精挑细选了叶晓雨等20名技师、操作工骨干，展开为期近半年的脱产“特训”，为今年三季度即将建成投产的新项目“储能”。

是什么项目让已有90年建厂历史的南化公司如此“大动干戈”？答案是：电子级硫酸项目。

电子级硫酸又称高纯硫酸、超纯硫酸，属于超净高纯试剂，是一种微电子技术发展过程中不可缺少的关键基础化学试剂，也是半导体工业常用的八大化学试剂之一。

“芯片在生产过程中，晶片上会附着油脂、杂质颗粒、有机残留物和碳沉积物等，使用电子级硫酸清洗后可有效去除，因此广泛应用于超大规模集成电路的装配和加工过程。”南化公司科技发展部相关负责人季峰崎介绍。

石油炼化过程中的副产物硫黄，通过化学反应后生产出工业硫酸，可用于生产衣服面料、化肥等，而电子级硫酸按照超净高纯试剂SEMI国际标准等级划分，可分为G1、G2、G3、G4、G5五个类别（G4和G5属于高档产品），对应国内产品纯度等级，可适用于光伏、液晶面板、半导体等不同行业领域。

电子级硫酸的纯度和洁净度，对电子元件的成品率、电性能及可靠性有着重要的影响。“关键看里面的金属离子含量，我们生产的电子级硫酸适用于半导体行业，要求每克含量低于百亿分之一。”季峰崎解释说，芯片集成了无数个铜铝连接的晶体管，一旦金属离子等杂质超标，将影响芯片的各项性能。

近年来，随着中国半导体产业的崛起，高纯电子级硫酸的需求量呈现快速增长的态势。根据未来中国半导体晶圆产能推算，亚化咨询预计到2025年，中国半导体用湿电子化学品（G4/G5级）需求量将超过100万吨，届时电子级硫酸（G4/G5级）需求量将达到20万吨左右。

目前，全球电子级硫酸重点企业包括德国巴斯夫、日本三菱化学、美国艾万拓等。“电子级硫酸价格是工业级硫酸价格的几十倍，虽然我国是硫酸大国，但最高端的电子级硫酸仍依赖国外品牌。”季峰崎介绍。

南化公司拥有硫酸、硝酸、盐酸、氢氧化钠、合成氨、煤制氢等多套基础化学品装置，其中，每年可生产工业硫酸50万吨。该项目也是南化公司首个硫酸产业升级项目，建成后将达到国内一流水平。“我们将原有的一套老旧的硫酸生产装置拆除，升级改造一套G4级电子级硫酸装置，建成投产后将实现2万吨/年的产能。”南化公司电子级硫酸装置项目负责人陈斌介绍。

据悉，该项目采用蒸发提纯法生产，将工业级发烟硫酸蒸发纯化，再依次采用常温吸收和常温脱气后，经过滤得到电子级硫酸产品。目前，国内外电子级硫酸的制备工序中，纯化技术是生产的关键，对处理设备及材质、对容器和环境都有较高要求且会提高成本。

“为保证纯度和洁净度，生产过程中在传输管道加装含氟塑料材质的内衬，就像是裹上了一层‘保护膜’，避免与金属管道接触。”陈斌说。在接下来的灌装、运输过程中，尽可能采用自动化流程，但控制管道阀门、清洗灌装等关键工序仍需要人工操作，如何避免高纯电子级硫酸受到污染成为关键。

“这就是我们20人参加半年‘特训’的意义。”叶晓雨告诉记者，在训练中他们有时“全副武装”地在洁净室里操作，有时在设备、洁净室清洗过程中摸索，正在形成一套切实可行且有效的操作规范。

陈斌认为，关键是培养清洁度习惯，如操作工感冒了，就不能到一线进行操作，而在操作时更要小心翼翼，甚至重重呼出一口气都会产生空气震荡，对产品造成污染。

目前，该项目正有条不紊地进行，已进入设备安装阶段。

“开发具有自主知识产权的高端电子级硫酸制备技术，今后可继续向电子级硝酸、电子级盐酸、电子级氢氧化钠、电子级液氨、电子级氢气等电子化学品领域扩展实验，形成较为完善的高端产业链，进而形成中石化电子级化学品生产基地，可使南化公司在高端电子级化学产品市场开拓中形成产业规模优势，为高质量转型升级发展奠定基础。”南化公司相关负责人表示。