超纯科技：“一滴水”的国产化攻关
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◎记者 杨子晏
一片晶圆在制造过程中要经过上百次清洗，清洗用水一旦有微量杂质留在晶圆表面，就会影响到后续工序，甚至造成芯片报废。一段时间以来，国内高端芯片产线的超纯水系统主要采用进口方案。
2004年，超纯科技从深圳起步，逐步进入超纯水系统这一颇有技术门槛的领域。如今，超纯科技的系统已应用于8英寸晶圆产线，并逐步参与12英寸相关项目。近日，上海证券报联合北京证券交易所“北交所万里行”调研团队走进超纯科技，了解这家广东省制造业单项冠军企业20余年的技术积累与国产化进程。
从“一滴水”开始
一见到上海证券报记者，超纯科技董事长钱志刚开门见山地说，在晶圆制造加工过程中，每进入下一道工序前，通常要先将晶圆清洗干净。清洗所用的超纯水须将杂质控制在极低水平，“如果水里有一点杂质，正好残留在晶圆表面，就可能造成芯片报废，严重影响良率”。
“100万吨水里最多只允许有约1克的杂质。”钱志刚说。
制出符合标准的超纯水，要将原水依次送入过滤、膜分离、树脂吸附、紫外线处理、脱气等多个处理环节，逐步去除其中的颗粒物、离子、有机物和溶解气体。超纯科技做的，就是根据客户对水质和用水量的要求，设计、集成并交付整套超纯水系统，再由系统持续制水，通过管道送往产线的各个用水点。
钱志刚说：“前端处理得再干净，如果后端设备或管道带入新杂质，水质仍可能不合格；即使调试时达标，产线长期运行中也不能发生明显波动。管道、接头、仪表等任何一个环节中析出微量物质，前面的工序就有可能前功尽弃。”
超纯科技是如何切入这一高门槛领域的呢？1995年，钱志刚来到深圳。彼时，珠三角的电子制造企业正快速聚集。在参观一家电子企业时，他见到了一套进口的电子超纯水设备，这套设备与他此前接触过的普通水处理设备相比，处理流程要复杂得多，出水纯度高出好几个数量级，售价也高出十几倍。
他很快意识到：一是电子工业对水质的要求和普通工业完全不在一个维度，这个门槛会越来越高；二是珠三角电子厂将越建越多，超纯水需求只会增加，但国内几乎没有能提供这类系统的企业。2000年前后，钱志刚参与创立深圳超纯水技术有限公司；2004年，超纯科技现有股份公司主体正式设立。此后，公司从普通工业用水、电子元器件清洗用水项目做起，将业务逐渐延伸至水质要求更高的电子超纯水领域。
用“敲门砖”进阶
进入电子超纯水领域与进入晶圆厂用水，是两道不同的门槛。
当时，国内高端晶圆产线的超纯水系统主要采用进口方案，国产相关制水企业即使能够拿出达到水质要求的方案，还需要同类晶圆产线的运行案例，才能取得客户的信任。
没有案例，难以进入产线；进不了产线，又拿不到案例。怎么办？
超纯科技的做法是，先完成水量较小、要求相对低一些的项目，再争取水质或供水稳定性要求更高的项目。“每上一个台阶，都要经过几个厂家的试用认可，才能到下一个台阶。”钱志刚说。
2014年，超纯科技等来一个关键机会——无锡华润上华计划为8英寸晶圆产线采购超纯水系统。当时同类产线主要采用进口方案，超纯科技也没有8英寸晶圆产线的交付案例。团队向客户介绍技术方案时，拿出了一批水质要求接近的项目经验。
经过反复考察和论证，客户最终决定采用国产系统。“顾虑肯定有。作为使用方，用进口设备省事、保险。”钱志刚回忆道，客户愿意给国内企业一次验证机会，加上国产方案在服务响应速度、定制化能力、本地化服务、价格等方面的综合优势，项目才得以落地。这个项目由此成为超纯科技争取后续晶圆产线项目的一块“敲门砖”。
此后，越来越多的“门”被打开。公司陆续参与了大亚湾中微子实验、江门中微子实验和中国散裂中子源等科研项目的相关水处理系统建设，也涉足先进封装、光掩模、12英寸相关试验线及晶圆上游材料制造领域的超纯水项目。
在“新周期”赶超
“不能只当追赶者。”钱志刚说，国产化进程加快已是大势所趋，产业自主新周期正在开启。
在钱志刚看来，推动超纯水系统国产化，已不是“能不能造”的问题，而是能不能进入更高要求产线、实现全链条自主的问题。客户验证是一道现实门槛，客户不仅要确认出水的水质，还要确信系统在投用之后长期稳定运行，不会影响生产。
验证之外，上游材料和设备是另一道坎。钱志刚坦言：从自来水处理到一般工业纯水，国产设备基本能够满足需求；但越到后端、纯度要求越高，终端超滤膜、精密过滤器等核心耗材仍高度依赖进口，部分管道、树脂和末端检测仪器也尚未完全实现国产化。
目前，企业正在推进相关产品的国产化验证，超纯科技也在尝试采用国产设备和材料。“这需要我们从原材料到整机提供商共同努力。”眼下，超纯科技的国产超纯水系统已能在8英寸产线稳定运行，并逐步参与12英寸相关项目。
在国产系统继续寻求“上台阶”的同时，芯片行业也迎来了新的需求。钱志刚表示，大模型训练、推理部署带动GPU和自研ASIC需求，HBM、企业级存储同步扩产，进而推动12英寸、先进制程和先进封装产线建设。国内晶圆厂近年来持续新建和技改，对超纯水的稳定性和纯度要求也跟着提高。
“我们将继续在多个技术环节持续推进优化，稳步提升系统集成能力和服务水平，实现企业高质量发展。”钱志刚说。
