用信仰的力量打破技術封鎖
——中國恩菲副總工程師、全國勞動模范、共產(chǎn)黨員嚴大洲的硅業(yè)報國情懷

胡美佳｜文

嚴大洲，中共黨員，教授級高級工程師，中國恩菲工程技術有限公司副總工程師、洛陽中硅高科技有限公司總工程師。他先后承擔40余項大中型科研、設計、總承包項目，主持并完成國家電子基金項目、863計劃課題7項，榮獲國家級、省部級科技獎數(shù)十項，享受國務院政府特殊津貼，獲全國勞動模范、全國有色金屬行業(yè)設計大師、國家百千萬人才工程等多項榮譽。

大約1米7的個頭，說話慢條斯理，不管和誰打交道，總會習慣性地說一聲“謝謝”。單看外表，你覺得他就是一個和藹可親的長輩，很難把他和中國多晶硅行業(yè)的領軍人物、全國勞動模范這樣的稱號聯(lián)系起來。他，就是中國恩菲工程技術有限公司（以下簡稱“中國恩菲”）副總工程師、全國勞動模范、民族多晶硅技術的奠基人，一位做出了不平凡成就的中國共產(chǎn)黨黨員——嚴大洲。

硅業(yè)報國 創(chuàng)新不止

2002年，光伏行業(yè)發(fā)展中的多晶硅產(chǎn)業(yè)關鍵核心技術受制于國外技術封鎖，國內(nèi)市場幾乎全部依賴進口，這給中國光伏行業(yè)的發(fā)展帶來了巨大影響。“卡脖子”技術被西方掌握，怎么辦？此時，中國有色工程設計研究總院（中國恩菲工程技術有限公司前身）的嚴大洲收到通知，公司將在河南洛陽建立洛陽中硅高科技有限公司，致力于多晶硅領域的技術研發(fā)，打破技術封鎖。

而他，則是科研帶頭人。 “能不能行？”當時的公司領導這么問他。 “沒問題，什么時候出發(fā)？”嚴大洲毫不猶豫。 “跟家里人說一下，準備動身吧！”

就這樣，嚴大洲和一批技術專家來到河南洛陽，開啟了產(chǎn)業(yè)化多晶硅的夢想。

當時的多晶硅研發(fā)技術完全掌握在德國、日本等發(fā)達國家手中，國內(nèi)在該領域的研究幾乎是一片空白。因此，嚴大洲面對的，不僅是幾乎一無所有的廠房和實驗室，還有近乎空白的相關技術資料。

條件是艱苦的，挑戰(zhàn)是嚴峻的，任務也是艱巨的。面對艱難困苦，嚴大洲沒有氣餒。從小就深受黨的教育、已經(jīng)成為一名優(yōu)秀共產(chǎn)黨員的他深知，中華民族近百年由弱到強，從一窮二白到屹立于世界東方，就是靠著一代又一代中國共產(chǎn)黨員的拼搏奮斗。現(xiàn)在，一個報效國家、改寫歷史的機會擺在他面前，他當然義不容辭。

當時，嚴大洲第一步考慮的就是從主流的3對棒到12對棒還原爐的自主研發(fā)。12對棒還原爐較之前不僅增加了硅棒數(shù)量，硅芯的高度也從1米增加到了1.8米。而這不僅僅是整體擴大一樣的簡單，嚴大洲率領團隊在充分核算了熱場、流場的合理分布后，自主設計并委托遼寧一家企業(yè)制造了第一臺12對棒還原爐。

由于設備全部是自主研發(fā)，沒有經(jīng)驗，全靠摸索。當時面臨的第一個問題就是硅芯無法擊穿的問題，這是還原反應的第一個關鍵環(huán)節(jié)。

嚴大洲作為全國勞動模范受到國資委原主任李榮融的接見

嚴大洲作為負責還原工藝的技術人員，和電氣方向的專家毋克力一起研究調(diào)整打壓系統(tǒng)。嚴大洲回憶說：“毋克力和我一起從小試項目走來，有著豐富的專業(yè)經(jīng)驗。”經(jīng)過對爐內(nèi)溫度、硅芯高度等各種核算，最終，他們成功將打壓系統(tǒng)調(diào)到了1.2萬伏，電壓調(diào)整后，當硅芯通紅地出現(xiàn)在大家視野中，當時從北京一起過來的同事們都激動萬分，團隊里年輕的小姑娘哭得稀里嘩啦。

然而，嚴大洲和團隊依然面臨一堆問題。硅芯在還原爐中是在石墨座上用卡瓣固定，在石墨底座下面是地盤，電極在內(nèi)部通過地盤和石墨底座連接硅芯。硅芯擊穿需要高壓，高壓系統(tǒng)也帶來了其他設備問題。嚴大洲和他的技術團隊當時幾天幾夜都睡不著覺，感覺每前進一步要對付的“怪獸”能力更強。為了趕進度，確保項目按時驗收，嚴大洲和團隊里的黨員組成黨員先鋒隊，通宵達旦地加班調(diào)整思路改圖紙。最終，嚴大洲根據(jù)電壓電流情況調(diào)整了石墨底座間距，為避免棱角處尖端放電，改變了底座形狀，并在洛陽找到一批優(yōu)秀的技術工人，請他們用鋼銼人工作業(yè)，解決了石墨底座的問題，再次攻克了一項技術難題。

當時還有一個很大的問題，就是硅芯傾斜造成倒爐。硅芯是用卡瓣固定在石墨底座上，最初用的卡瓣是兩瓣型，之前倒爐并未考慮問題。然而，經(jīng)過對數(shù)據(jù)的總結分析，嚴大洲提出了這個疑問，并頂著質(zhì)疑的壓力，堅持改為三瓣、四瓣，這樣接觸面變大，卡得更緊，降低了倒爐的可能。

就這樣，嚴大洲一次次面對困難，一次次攻堅克難，以一個黨員的擔當和責任，戰(zhàn)勝了一個個挑戰(zhàn)。多晶硅終于在洛陽順利生產(chǎn)了，這也成為國內(nèi)首條規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)線，成功打破了國外長期以來對中國多晶硅生產(chǎn)的技術封鎖和市場壟斷，幫助國家擺脫高度依賴進口的困窘局面，開始解決光伏產(chǎn)業(yè)“兩頭在外”（原料、市場在外）的“一頭”問題。

此時，改寫了行業(yè)歷史的嚴大洲卻沒有絲毫沾沾自喜，為人低調(diào)樸實的他以現(xiàn)有的技術突破為基礎，在科研的道路上繼續(xù)前進。他帶領團隊先后承擔了國家科技部“863”計劃項目3項、國家科技支撐計劃課題5項、國家高新技術產(chǎn)業(yè)化項目3項、國家產(chǎn)業(yè)振興和技術改造項目1項以及省市科技攻關和技術改造項目240余項，申請專利近200項，并將這些科研成果進行產(chǎn)業(yè)化，不斷引領行業(yè)發(fā)展。這不僅體現(xiàn)了一個科技工作者的能力，更是一名優(yōu)秀共產(chǎn)黨員勇于擔當、實現(xiàn)硅業(yè)報國的有力證明。

嚴大洲和研發(fā)團隊進行科研攻關

心懷曙光 破浪前行

對于一個戰(zhàn)斗在科技崗位上的共產(chǎn)黨員而言，這是一個最好的時代，也是一個偉大的時代。國家的高質(zhì)量發(fā)展，需要他們運用自己的智慧與才華，書寫屬于這個時代的傳奇。在嚴大洲帶領中國光伏行業(yè)走出困境的十多年后，中興事件、華為困局都暴露出我國電子信息產(chǎn)業(yè)和光纖通信行業(yè)原料、技術受制于人的不利局面。新時代、新征程，共產(chǎn)黨員總是出現(xiàn)在黨和國家最需要的地方。嚴大洲和他的團隊又開始聚力高端，潛心研究國家緊缺的芯片用電子級多晶硅料和電子特種氣體以及光纖通信行業(yè)的原材料。

硅業(yè)報國，激勵他們向著助力中國電子信息產(chǎn)業(yè)崛起的新征程進發(fā)。

工作中的嚴大洲

電子級高純多晶硅和區(qū)熔級多晶硅是制取集成芯片的超純原料，但是這個市場一如十多年前的光伏用多晶硅產(chǎn)品，卻長期被美國、德國、日本壟斷，“做國家急缺的高端硅基材料！”這是具有民族情懷的科技工作者嚴大洲的追求。

雖然同為多晶硅，但是技術難度完全不在一個級別。電子級多晶硅對純度的要求極高：受主雜質(zhì)的原子含量比僅為5×10-11，施主雜質(zhì)的原子含量比為15×10-1。所以，生產(chǎn)電子級多晶硅對技術的要求也極高。嚴大洲對團隊成員說：“我們每個技術人員，都要站位高，尤其是共產(chǎn)黨員，心里要有大視野、大格局，才能科研中靜下心來，只有忘記個人小得失，也才能做成大事情，不辜負所學?！彪娮蛹壎嗑Ч柢囬g因為屬于超高純環(huán)境，需要穿戴高純服，而高純服的密閉性極強，嚴大洲和技術團隊經(jīng)常一穿一整天，冬天外面北風呼嘯，嚴大洲他們在嚴密的高純服里已經(jīng)大汗淋漓。

因為有信仰，所以無悔于堅持。

通過精餾和反應精餾絡合的工藝，他們有效地除去了原料三氯氫硅中金屬雜質(zhì)和B、P等施主受主雜質(zhì)，采用高純氫氣純化技術，有效去除氫氣中C、O、N等雜質(zhì)；在設備方面，為了有效控制雜質(zhì)，嚴大洲對每一個電子級多晶硅生產(chǎn)使用的管道、儀表閥門等重要系統(tǒng)配套部件全部親自過問，確保材質(zhì)滿足高純產(chǎn)品所需。

無數(shù)的夜晚，在洛陽生產(chǎn)基地的辦公樓二樓有一間辦公室的燈總亮到凌晨，那是嚴大洲的辦公室。從理論研究、評價爐檢測，到應用于還原爐的試生產(chǎn)，再到整個車間的穩(wěn)定生產(chǎn)，嚴大洲帶領科研技術人員在無數(shù)參數(shù)數(shù)據(jù)的計算、對比、推翻、再確定的過程中，經(jīng)歷著“殘酷”的自我否定和驚喜的科學肯定。黑夜熬白了他們的黑發(fā)，從電子級多晶硅試驗成功，到區(qū)熔級多晶硅的研發(fā)成果轉(zhuǎn)化，他們用堅毅的韌性迎來了勝利的曙光。

嚴大洲帶領團隊致力于集成芯片的超純原料的同時，也不忘思考如何利用目前成熟生產(chǎn)工藝，研發(fā)集成電路產(chǎn)業(yè)中其他制約發(fā)展的產(chǎn)品。

一塊電路芯片由100多億個晶體管組成，晶體管通過納米級電線，經(jīng)外延、光刻、氣相沉積、離子注入、擴散、刻蝕、清洗等諸多工序連接在一起，這個過程需要110種電子氣體進行構造和塑形。這當中，硅基電子特氣占比近半，其質(zhì)量直接影響半導體集成電路芯片的質(zhì)量和性能。

目前，全球半導體用電子氣體市場呈現(xiàn)出寡頭競爭的格局，美國、法國、德國、日本幾家企業(yè)的電子氣產(chǎn)量之和全球市場占比90%以上，許多氣體在國內(nèi)的生產(chǎn)仍是空白。只要這些核心技術被國外控制，芯片技術的自主國產(chǎn)化就很難實現(xiàn)。

嚴大洲當然不會放棄這些領域的研究。

多晶硅還原爐內(nèi)反應十分復雜，已知的反應高達十幾種，原料三氯氫硅和氫氣在爐內(nèi)高溫硅芯表面發(fā)生氣相沉積反應，生成棒狀多晶硅，同時副產(chǎn)四氯化硅、氯化氫、二氯二氫硅、三氯氫硅、六氯乙硅烷、六氯乙硅氧烷等化合物，在此過程中，還原爐內(nèi)硼磷及金屬雜質(zhì)含量低至ppb級別，因此副產(chǎn)物純度很高。正因如此，這些低雜質(zhì)副產(chǎn)化合物更適合用來作為硅基電子特氣的原料。為了讓這些“原料氣”達到集成電路的高純等級，嚴大洲帶領團隊以專項研發(fā)攻關小組為單位，并鼓勵每個單位發(fā)揮“頭腦風暴”的作用，集思廣益，同時鼓勵每個技術人員要敢于嘗試，勇于面對失敗與挫折。

在這樣日復一日地刻苦鉆研下，自2014年至今，他們攻克了一個個難題：

——利用精餾和吸附技術有機結合形成了一套獨特的提純技術，使得OVD級高純四氯化硅產(chǎn)品各項金屬雜質(zhì)含量均小于1ppb，PCVD級超高純四氯化硅產(chǎn)品各項金屬雜質(zhì)含量均小于0.5ppb。

——通過對常規(guī)精餾的三氯氫硅中20多種微量組分的賦存狀態(tài)、結構、化學反應機理的深入研究，開發(fā)了絡合精餾純化工藝，實現(xiàn)對產(chǎn)品中痕量雜質(zhì)的去除，同時加上其他創(chuàng)新性工藝提升技術，成功制備出了半導體用電子級三氯氫硅，加之自主研究開發(fā)了全自動充裝技術及裝備、在線密閉取樣裝置和電子特氣檢測方法，產(chǎn)品指標完全可滿足客戶需求。

——通過閃蒸加高效過濾的方式去除了多晶硅系統(tǒng)殘液中的固體雜質(zhì)，發(fā)明了一種全新的綠色環(huán)保型氯硅烷殘液即六氯乙硅烷回收提純工藝，并進行了產(chǎn)業(yè)化應用，同時通過填料制備工藝、產(chǎn)品精細化前處理等具備自主知識產(chǎn)權工藝優(yōu)化，成功制備了半導體用電子級六氯乙硅烷。

隨著一個又一個令人驚喜的成果被嚴大洲團隊研發(fā)出來，他們也收獲了驕人的成績：先后獲得國家科學技術進步二等獎，中國專利金獎，中國專利銀獎，中國工業(yè)大獎提名獎，省部級科技進步特等獎1項、一等獎6項，中國有色金屬工業(yè)科技進步獎一等獎等40余項重要榮譽。此外，嚴大洲還成為了國務院授予的“特殊津貼”專家、全國勞動模范、全國有色金屬行業(yè)設計大師，并入選國家百千萬人才工程、“有突出貢獻中青年專家”、首屆中國“杰出工程師”、中華杰出工程師、中原學者、河南省優(yōu)秀專家、河南省高層次人才和洛陽市領軍人才……

志存高遠才能行穩(wěn)致遠。嚴大洲常說：“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索，就是我目前的心態(tài)。在中華民族偉大復興的道路上，作為一個一輩子研究硅材料的科技人員、一個信仰堅定的共產(chǎn)黨員，不論是國家的發(fā)展，還是子孫后代的生活，我都深感不斷創(chuàng)新占領高端的迫切性，也深感責任重大?！?/p>

一路走來，在困難面前退出者比比皆是，嚴大洲卻堅信，沒有經(jīng)歷艱難困苦的人，就不是一個完整的人，只有歷經(jīng)艱難困苦，方能玉汝于成。對于企業(yè)的發(fā)展、技術的研發(fā)，亦是如此。一個有家國情懷的共產(chǎn)黨員，一個為夢想努力過的人，才是一個不負于己、不愧于黨的人，也正是這樣的人，才能不忘初心、砥礪前行，創(chuàng)造行業(yè)的輝煌！