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工业黄磷生产电子级磷酸关键技术及工业化应用

该项目属于精细化工领域。 集成电路(简称芯片)是信息产业的重要基础,直接关乎国家安 全和经济发展。近年来我国芯片产业发展迅速,但高端芯片仍然高度 依赖进口。2018 年 4 月爆发的“中兴事件”凸显了我国芯片产业的软肋, 更显关键技术与产品国产化的紧迫性。电子级磷酸用于芯片制造中的 蚀刻工艺,是芯片制造不可缺少的化学品,其主流生产工艺是黄磷燃 烧水合法。由于我国缺乏工业黄磷深度纯化制备高纯黄磷关键技术, 同时不能攻克高温下设备腐蚀带入金属离子的难题,导致电子级磷酸 生产核心技术和关键设备长期被美、德、日等发达国家垄断,严重制 约我国芯片等高技术产业的发展。在科技部、发改委和湖北省重大专 项支持下,经过多年的系统研究,该项目攻克了以工业黄磷为原料生 产电子级磷酸的关键技术,实现了工业化应用,取得以下自主创新成 果。 1、创新了工业黄磷逐级纯化技术,打破了发达国家长期垄断。 针对工业黄磷杂质难去除的关键技术难题,自主创新了活性炭吸附、 硝酸氧化和连续化减压真空精馏的组合工艺,并成功应用于工业黄磷 的逐级提纯净化,建成 1 万吨/年高纯黄磷生产装置,产品纯度>99.9999%,As、Sb 含量均≤10g/kg。 2、自主开发了动态磷酸酐膜阻隔防腐蚀技术和电子级磷酸组合 反应新工艺和新设备,填补了电子级磷酸国内空白。针对黄磷燃烧和 高温五氧化二磷水合过程中设备腐蚀,以及由此带来的金属离子杂质 污染等技术难题,自主开发了动态磷酸酐膜阻隔防腐技术多级喷淋冷 却水合吸收组合反应技术,并建成了 3 万吨/年具有自有知识产权的 生产线,产品中 Fe、Cr、Ni 等金属离子含量均≤10g/kg,实现电子 级磷酸国产化。 3、突破了对 Si3N4、SiO2 和 TiN、W 等表面蚀刻速率调控的技 术瓶颈,开发了电子级磷酸在专用型电子化学品中的应用技术,建成 了 5 万吨/年规模的生产装置,实现了高选择性蚀刻液和金属蚀刻液 等磷酸系蚀刻液的国产化。 该项目共拥有专利和标准 31 件,其中授权发明专利 11 件、获批 国家标准 1 件,打破了发达国家对高纯黄磷、电子级磷酸和磷酸系蚀 刻液等产品的长期技术封锁。 该项目成果在国内 5 家企业推广应用,建成 7 条生产线。近三年 新增销售收入 22.12 亿元,新增利润 2.84 亿元,创汇 5450 万美元。 电子级磷酸及其专用型产品已分别在三星电子、中芯国际等国内外著 名芯片制造企业应用,替代进口率达到 45%,其中在中芯国际使用比 例达到 60%以上,在华虹宏力达到 90%以上。由于我们产品上市, 电子级磷酸进口价格由 3150 美元/吨下降至 1900 美元/吨,降幅达 39.7%,有力地促进了芯片国产化进程。

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01月13日 17:18
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