银川企业打破美国长期垄断，成功攻克半导体级等静压石墨技术

从一根头发丝的精度说起

等静压石墨厉害的地方在于, 它的晶粒尺寸被控制在5微米以内, 比头发丝直径细一个数量级。它的密度达到1.83克每立方厘米, 比普通石墨致密很多。炉内温度波动被控制在±0.5℃以内, 稍微有一点偏差, 整炉晶硅就报废了。用“工业基石”形容这东西都显得分量不够, 它是半导体产业链的关键命脉。

早在二十年前之时, 中国自美国那儿进口了一批等静压石墨, 此批货物需美国总统亲自予以批准才行, 并且每一批货物均要进行登记备案。单单一块石墨, 便享受到了与尖端武器处于同一等级别的出口管控待遇, 而在这背后承载的是长达数十年的技术封锁情况。海外的巨头拿走了全球百分之六十四的份额, 其进口价格是国产价格的两三倍之多, 交货周期动不动就是半年时间。

银川凭什么接住这块蛋糕

有些人脑海之中一旦浮现银川, 便会立刻联想起西夏王陵以及手抓羊肉, 然而此地却是碳化硅晶块产量颇为丰富之处, 早在2010年时, 便已然有人着手将碳化硅晶块研磨成为亚微米级别的粉末, 用以供应半导体与光伏领域。在最近的这几年时间里, 银川正全力以赴地打造“中国新硅都”, 隆基、中环这类硅基领域的龙头老大纷纷聚集在此处, 单晶硅以及碳化硅的全产业链正在加速构建之中。

有的是底子, 所缺的乃是一块关键拼图, 即做晶硅拉制炉耗材的特种石墨。宏基高新材料将这块拼图补上了, 其母公司石墨电极厂家于2011年在江苏泗阳成立, 注册资金为1.5亿元。2022年底在银川苏银产业园使宁夏公司落地, 总投资21亿元, 占地348亩, 年产5.3万吨特种石墨。

研发砸钱不手软

关键数字为研发投入六千五百万元, 此并非小数目。团队从海外直接挖掘工程师, 于江苏与宁夏建立协同实验室, 两边同时开展配方及工艺工作。常务副总经理张占山表示, 即便处于光伏行业遭遇外部打压、市场大幅下滑的困难阶段, 依旧坚持投入, 因这是中国产业链必须自主突破的一个环节。

自第一代产品起始, 至第四代达成, 仅仅耗费一年多些时间。交货周期历经变化, 由6个月削减至2个月, 成本较进口情形低了30%, 于下游芯片企业而言, 节省了25%的热场采购成本。当下, 5家国内芯片企业已然签订试订单, 此项目成功入选工信部“国产替代重点示范”。

门踹开了但差距还在

宏基所啃咬下来的, 乃是中低端市场的大门, 第三代碳化硅半导体利用超细超纯石墨实现量产了, 然而其仍处于试订单阶段, 并非大规模量产供应的状态。在大尺寸产品方面呢国内生产一块大规格石墨需要120天以上的时间, 其合格率还不到50%, 而国外仅需30天就能搞定, 并且合格率超过90%。

各向同性度, 是用以衡量材料均匀性的核心指标, 国外所能够达成的范围是1.01至1.05, 而国内目前仍停滞于1.15至1.25的区间。德国西格里这一家企业, 便掌控了全球45%的等静压石墨专利, 高端配方以及涂层技术, 均掌握在他人手中。高端等静压机加上高温纯化炉, 依旧需要从德国与日本进行进口, 设备成本占据总投资的一半以上。

最赚钱那块还在追赶

半导体级别的超高纯石墨, 其灰分低于百万分之五, 当下国产化率仅为35%, 目标是到2030年提升至61%, 可见路途还很漫长。这一部分产品利润是最高的, 属于海外巨头最为赚钱的领域。然而数据表明, 2025年全球等静压石墨材料市场销售额达到90.28亿元, 预测2032年能够做到113.9亿元。

产能方面, 全球的42%被中国占据, 亚太, 作为最大市场, 占比达65%。石墨电极厂家的二期规划已然启动, 追加投入15亿元, 致力于攻关石墨烯导热膜等前沿材料, 目标是在三年内拿下全球半导体石墨市场15%的份额。银川, 这座地处戈壁滩上的城市, 正逐渐成为打破卡脖子现象的新坐标。

你认为我国国内的石墨块生产厂家, 究竟需要多长时间, 才能够追赶上海外处于顶尖水准的情况呢? 欢迎大家进行评论, 并且点赞、分享各自的看法。