兩次進站 解決集成電路領域卡脖子技術

撰文/李柏彥

有著兩次博士后進站經歷的張雪囡，現(xiàn)任天津中環(huán)半導體股份有限公司副總工程師。先后入選天津市新型企業(yè)家培養(yǎng)工程、天津市“131”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)工程第一層次人選、“131”創(chuàng)新型團隊負責人；正高級工程師，國務院政府特殊津貼專家，全國優(yōu)秀科技工作者、天津市有突出貢獻專家、天津市優(yōu)秀科技工作者。作為公司技術帶頭人，張雪囡主持參與了10多個包括國家科技重大專項、國家工業(yè)強基工程、國家重點新產品、天津市“殺手锏”產品等重點項目研發(fā)，主持研發(fā)的項目及新產品累計為企業(yè)創(chuàng)造銷售收入32億元，實現(xiàn)利潤近6億元。

張雪囡 |ZHANG XUENAN

正高級工程師，國務院政府特貼專家，天津市有突出貢獻專家，天津市“131”創(chuàng)新型人才團隊帶頭人及天津市“131”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)工程第一層次人選，現(xiàn)任天津中環(huán)半導體股份有限公司副總工程師。

2005年至2008年，在南開大學化學博士后流動站從事研究工作；

2009年至2012年，在天津中環(huán)電子信息集團有限公司博士后科研工作站從事研究工作。

進站

結束博士后研究留在高校繼續(xù)搞科研，是大多數(shù)博士的選擇，而作為一名工科女博士，張雪囡卻選擇了一條更難走的路。2008年，結束了在南開大學博士后研究的張雪囡選擇進入企業(yè)，成為了天津市環(huán)歐半導體材料技術有限公司的一名研發(fā)工程師。

天津市環(huán)歐半導體材料技術有限公司是天津中環(huán)半導體股份有限公司的下屬公司。2008年，張雪囡通過網(wǎng)絡招聘到環(huán)歐公司面試，第一次見到了享受國務院政府特殊津貼的半導體材料專家、時任環(huán)歐公司總經理的沈浩平?！吧蚩偸菄鴥冗@一領域的專家，無論是在專業(yè)領域還是在企業(yè)管理、發(fā)展規(guī)劃等方面都給我留下了深刻的印象，同時也讓我看到了未來巨大的發(fā)展?jié)摿??！睆堁┼镎f，其實當時環(huán)歐公司的規(guī)模在同行業(yè)里并不出色，但就是因為這次與沈浩平的交流，讓她決定留下來。

2009年，環(huán)歐公司迎來企業(yè)發(fā)展史上的一次契機，與航天機電聯(lián)手在內蒙古打造了中國最大的太陽能光伏產業(yè)基地——內蒙古中環(huán)光伏公司。內蒙古中環(huán)光伏公司從事綠色可再生能源太陽能電池用硅單晶材料產業(yè)化工程項目建設，利用環(huán)歐公司在單晶硅、硅片制造方面的技術優(yōu)勢，同時借助航天機電下屬企業(yè)神舟硅業(yè)多晶硅產品的配套優(yōu)勢，建設一條完整的從晶體生長到硅片加工的直拉太陽能硅片生產線。也就是在這一年，作為當時環(huán)歐公司中為數(shù)不多的博士，張雪囡第二次進站，進入天津中環(huán)電子信息集團有限公司博士后科研工作站開展區(qū)熔硅單晶的專項研究。

“一般而言，博士進站一次足矣，而我之所以選擇二次進站，其實是為了能夠更加專注和規(guī)范地進行這一研究。最終結果也證實，這次的進站確實對我的科研工作起到了很大的促進作用?！睆堁┼镎f。2012年，張雪囡獲得中國博士后科學基金特別資助，是當時天津市企業(yè)博士后工作站唯一獲得資助的企業(yè)博士后，并入選天津市博士后國際化培養(yǎng)計劃。

破題

信息化社會，芯片廣泛應用于通信設備、電腦、消費電子等各種電子產品和系統(tǒng)，是高端制造業(yè)的核心基石，是人工智能、物聯(lián)網(wǎng)的基礎元素。而硅片是制造芯片的基本襯底材料，沒有硅片，整個半導體行業(yè)將如無源之水；硅片作為芯片的基礎襯底，是唯一貫穿各道芯片前道制程的半導體材料，因此相當關鍵。但是，硅片作為最關鍵的原材料，長期由海外供應商壟斷。大硅片國產化是保障中國集成電路穩(wěn)定發(fā)展的前提，是支撐實現(xiàn)“中國芯”的重要支柱，加快實現(xiàn)半導體材料國產化成為行業(yè)共識。

2011年，作為國家科技重大專項（02 專項）“區(qū)熔硅單晶片產業(yè)化技術與國產設備研制”技術負責人，在項目負責人沈浩平的帶領下，張雪囡與團隊成員一起攻克了區(qū)熔單晶生長自動化和熱場設計這一世界難題，研制出我國第一顆8 英寸區(qū)熔硅單晶，打破國外市場壟斷和IGBT 基材完全依賴進口的局面，縮小了我國區(qū)熔硅單晶材料制造技術與國際先進水平之間的差距，為我國建立一條從原料、設備、器件完整IGBT 產業(yè)鏈作出貢獻。2017年，該項目順利通過驗收，02 專項辦把項目取得的突破性進展以專報形式向國務院匯報。專報指出：項目形成一套完整的區(qū)熔設備國產化技術和區(qū)熔單晶生長工藝，在整條IGBT 產業(yè)鏈的上游發(fā)揮作用。形成區(qū)熔硅單晶產業(yè)化示范基地，達到了國際先進水平，并實現(xiàn)拋光片的出口……中環(huán)股份也成為全球第二家掌握8 英寸區(qū)熔硅單晶生長技術的企業(yè)。

區(qū)熔單晶產品可廣泛應用于IGBT、晶閘管和大功率MOSFET 等半導體器件上，在電力電子、光電子、探測器領域和太陽能電池應用領域都不可或缺。中環(huán)股份8 英寸區(qū)熔硅單晶的研發(fā)成功，是天津在集成電路硅材料領域的創(chuàng)新，打破了IGBT 區(qū)熔硅單晶的國際壟斷，解決了集成電路領域大硅片的“卡脖子”技術，為實現(xiàn)“中國芯”作出了積極貢獻。

發(fā)展

8 英寸區(qū)熔硅單晶的成功研發(fā)，為張雪囡的事業(yè)發(fā)展打下堅實基礎，也為中環(huán)股份注入一劑強心針。

2013年，公司實現(xiàn)了高效CFZ 太陽能硅單晶片產業(yè)化技術應用，采用CFZ 硅片使太陽能電池轉換效率提高至24%—26%，實現(xiàn)光伏產業(yè)長期追求的“零衰減”，達到國際領先水平，該技術獲得2013年中國半導體創(chuàng)新產品和技術獎。

2016年，承擔工業(yè)信息化部工業(yè)強基工程“電力電子器件用硅單晶圓片”和天津市“殺手锏”產品“區(qū)熔硅單晶片”項目，面向IGBT 芯片制造需求，研發(fā)區(qū)熔高阻硅單晶及中照熱處理工藝，對滿足我國節(jié)能環(huán)保、新能源技術以及新興戰(zhàn)略產業(yè)對區(qū)熔硅片的緊迫需求，打破壟斷并保持我國在國際同行業(yè)中的戰(zhàn)略位置具有重要意義。

2018年，天津市發(fā)布了《天津市新材料產業(yè)發(fā)展三年行動計劃（2018—2020年）》，半導體材料被列為重要的關鍵戰(zhàn)略材料之一。2019年8月16日，全球首發(fā)G12 硅單晶片，實現(xiàn)了從光伏8 英寸到12 英寸大硅片的技術突破。2020年，中環(huán)股份DW 智慧化工廠項目啟動運行。隨著DW 智慧化工廠投產，中環(huán)股份將大尺寸硅片加工技術與工業(yè)4.0 相結合，實現(xiàn)全球最新產品“大尺寸太陽能硅片-G12”的生產，勞動生產率將提高300%，實現(xiàn)擁有自感知、自學習、自決策、自執(zhí)行、自適應等特征的智慧化工廠，成為太陽能單晶硅片行業(yè)智能制造的標桿和引領企業(yè)。保證了國內硅片供應的安全和集成電路產業(yè)鏈的完整，實現(xiàn)了中國半導體制造行業(yè)真正的“中國制造”。

從業(yè)14年來，張雪囡穩(wěn)扎穩(wěn)打，取得的科技成果先后榮獲天津市科技進步獎二等獎3 項、中國專利優(yōu)秀獎1項、天津市專利金獎2 項。獲授權發(fā)明專利30 余項，完成7 項國家標準制定，3 項SEMI 國際標準制定和1 項行業(yè)標準制定。發(fā)表高水平科技論文30篇，分別收錄在各類國內外行業(yè)期刊和國內外會議論文集中。張雪囡還擔任全國專業(yè)標準化技術委員會委員，并被南開大學、天津大學等多所高等院校聘任為專業(yè)碩士企業(yè)導師，與南開大學、中國電子科技集團46 所、西安電力電子技術研究所形成產學研合作關系。在她的主持下，公司先后入選國家創(chuàng)新型企業(yè)、國家火炬計劃重點高新的技術企業(yè)，培養(yǎng)了30 余名專業(yè)技術人才，很多已成為公司技術骨干。