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西咸新區秦漢新城:在兩座古都交會處迎來產業新生機
“消化吸收的過程已經走完了,現在基本是自主開發。”
西安圣寶鴻新材料科技有限公司創始人沈湲告訴澎湃新聞記者,在光伏石英坩堝領域,隨著國內光伏產業的迅猛發展,目前已經從最初引進日本技術過渡到自主開發,國內廠商逐漸取代日韓,成為市場有力的競爭者。
圣寶鴻主要生產光伏行業用太陽能級石英坩堝和半導體行業用電子級石英坩堝,是國內少數幾家具備大尺寸石英坩堝研發和生產能力的企業之一。落地秦漢新城僅兩年時間,但其光伏領域相關技術已有近20年的歷練。為更貼近隆基、天合、晶科、晶澳等客戶,沈湲將企業從上海遷至陜西,選擇落地臨近西安咸陽國際機場和西安北站、交通便利的西咸新區秦漢新城。
近些年,秦漢新城圍繞大健康、自動駕駛(新能源汽車)、先進制造、文化旅游4大主導產業生態鏈展開,尤其大健康和先進制造產業初具規模,銀豐生物、初源賽爾、予果生物、迪泰克、三毅有巖等眾多行業領先企業相繼入區。
作為國內唯一、全球第三個可以產業化生產、銷售探測器級碲鋅鎘(CZT)晶體和相關探測器產品及設備的高新技術企業,迪泰克是典型的科技成果轉化企業。孵化于西北工業大學,入駐秦漢新城以來,迪泰克短短幾年便實現一系列科研成果轉化,產值連年增長,牽頭制定了國內首個探測器級碲鋅鎘晶體國家標準,成功將CZT國產化及產業化落地,相關產品在國內市場占有率超過80%,廣泛應用于航空航天、醫療影像、國防安全監控等領域,形成了從產品研發到市場化批量供貨的完整鏈條。
“北跨”第一站的秦漢新城,位于關中平原腹地,西咸新區幾何中心。這里的一磚一瓦都能講述一段秦漢故事,有著鮮明的歷史印記,曾是秦始皇統一六國之地,西漢帝陵群和秦咸陽宮遺址位于此處。從歷史走向未來,秦漢新城,這片土地在產業上,迎來新的生機。
“配方試驗不是到某一個階段就停止了”
“新質生產力”的形成、企業技術的精進,總是在路上。
從生產工藝來看,大口徑坩堝的量產并不容易。雖然是輔材,但位于產業鏈上游,對整個產業鏈來說至關重要。
“多晶硅放在石英坩堝中熔化成液體,生長成單晶硅棒,切片后,半導體行業的為晶圓,光伏行業稱為硅片。因此對石英坩堝強度、純度、精度、耐高溫性、使用壽命等指標都有非常高的要求,而且要確保品質的穩定性和一致性,否則會影響拉單晶的工藝生產,也會影響單晶硅棒的品質。影響坩堝產品質量的因素很多,原材料或工藝管控不好就有可能導致微小氣泡或黑點的產生從而導致整只坩堝報廢。”石英坩堝厚十幾毫米,如何將熔制工藝提升,如何做好內中外層石英砂的配比,如何降低微氣泡及不良率的發生,是沈湲團隊現在每天都還在琢磨討論的核心題目。
“我們在不斷試驗和調整,改善配方,不是到某一個階段就停止了,包括到現在我們都還在獲取數據分析數據改善數據。另外,員工操作的經驗也要精細化管理。”根據不同的特性,做石英砂的來料選擇和管控,在滿足不同功能的同時降低成本。石英砂各層要求都很高,外層對應強度,中層要求透明度,里層與多晶硅直接接觸,對純度的要求最高。因此需要嚴格做好供應鏈管理,保持與供應商、客戶的磨合溝通,不斷嘗試改善,以達到互相配合。
由于各家工藝不同,改進工藝、設備的參數也需要不斷琢磨和調整。“上料過程中,有經驗的技術人員需要徒手完成2-3毫米的精細操作要求。熔制環節,需要從溫度、高度、電流、電壓的設計上進行控制,此外,噴砂、切割等都是著重管控的工藝環節。一只坩堝要經歷石英砂成型、抽真空、高溫熔制、冷卻噴砂等十幾道工藝環節才能達到優良標準。為了確保品質一致性,生產的每件產品都要經歷外觀檢測、微氣泡檢測、內表面檢測,通過智能機器和質檢人員雙重多道的嚴格把關,最后才可以包裝出貨。”圣寶鴻技術負責人王君偉介紹。
企業在進步,城市也在向前。當下,各地都將科技創新、科創成果轉化視為未來競爭的主打牌。西安城市北跨,是通過放大渭北獨特區位優勢,并將其轉化為開放優勢和經濟勢能后的關鍵一環。作為與西安市區、咸陽市區距離最近的板塊,西咸新區秦漢新城擁有較為優勢的產業基礎、區位條件、生態環境。
作為“積極承接西安北跨的前哨站”,秦漢新城在大健康、生物醫藥、先進制造等領域逐漸成勢,迪泰克等“硬科技”企業成為秦漢新城“新質生產力”的典型代表企業。
陜西迪泰克新材料有限公司是西北工業大學科技成果轉化、國有資本參股的民營企業,成立于2012年,主要從事以CZT為主的化合物半導體材料、器件、模塊和儀器儀表的研發生產,其產業化技術曾獲國家發明二等獎。
自1895年倫琴發現X射線以來,輻射探測技術得到了快速發展,至今被廣泛應用于醫療影像、安檢安防、工業無損檢測、核安全監測、資源勘探等諸多領域。輻射探測材料分很多種類,其中CZT晶體是一種半導體探測材料,其工作原理與閃爍體不同。閃爍體探測器在探測核輻射時需經過射線-可見光-載流子的兩步轉換,CZT晶體可直接吸收射線形成光生載流子,獲得可測量的電信號。因此,CZT探測器的結構往往更加簡單,在輕量、便攜以及高性能要求的場合有一定優勢。
迪泰克技術研發負責人告訴澎湃新聞記者,CZT晶體材料具有很高的計數率、靈敏度、能量分辨率及空間分辨率,被認為是綜合性能最佳的室溫X射線光子探測器材料,也是第三代前沿戰略性半導體材料。

在迪泰克潔凈車間,工作人員正在進行碲鋅鎘晶體劃片加工。受訪者供圖
“傳統的閃爍晶體探測器,通過間接轉換的方式獲得信息,即X射線先轉化為可見光,再通過光電倍增管進行放大,最后轉化為電信號。而CZT探測器因其自身材料特性,可以直接將X射線光子吸收并轉化為電信號,無需中間轉換過程。這種直接轉換的方式減少了信號傳遞的損耗,提高了探測效率。同時,CZT探測器還具有出色的能量分辨率和計數能力,能夠區分不同能量的光子,并對每個光子進行精確計數。”
迪泰克創始人介萬奇畢業于西工大鑄造專業,隨著對材料應用的認識逐漸深入,將工作重點放在了CZT晶體的開發上。除了在X射線和γ射線檢測方面很有發展前景外,CZT半導體器件還有一個吸引人的特點是,可以與集成電路制造中光刻技術相結合,獲得更小的像素尺寸和更高的分辨率。
依托這項工作,介萬奇團隊在晶體生長理論、工藝技術及應用等方面有了較好積累,同時培養了大量專業人才。
與客戶、市場一起成長
材料的研發過程非常艱苦,而要做到“料成材、材成器、器好用”,就要使基礎研究的成果成功產業化。實驗室只研究基礎科學和晶體生長技術,要從零開始解決好材料加工工業化問題,是完全不同的挑戰。
“CZT晶體生長存在成分復雜、熔點較高、元素易揮發等難點,早期制備的晶體通常尺寸不大,后來通過工藝優化和技術升級終于實現了大尺寸晶體生長,但材料中卻含有大量位錯和Te沉淀等缺陷。此外晶體所需的高電阻率、高載流子遷移率也很難控制。”介萬奇說,經過不斷研究和總結,一步步攻堅克難,這些問題得到有效解決,晶體質量也達到了器件制造的基本條件。
介萬奇團隊從2010年開始與資本接洽,所幸遇到了對高科技成果轉化頗有情懷的投資人,在自身強烈愿望驅動和各方面的支持鼓勵下,大膽跨出了產業化的第一步,從此CZT晶體研究便離開校園扎進了商海。
科研追求的是竹竿效應,只要在某一方面取得顯著成果,就會有一個很大的收獲;而做產業卻是木桶效應,任何一個環節出現短板,就會滯后牽連整體項目的進展。
介萬奇回憶,木桶效應在CZT晶體產業化過程中給他們帶來了切膚之痛。必須對產業鏈條有深入研究和系統理解,解決下游反饋的各種問題。
“將CZT晶體提供給不同廠家,有的客戶反饋材料非常好,做出來的器件性能也很好,但有的客戶卻說做出的器件性能滿足不了要求。后來才發現器件工藝也挺復雜,即使材料再好,如果下游加工技術不到位,也會造成器件性能損傷甚至失效。”
CZT晶體加工與硅晶體加工完全不同,無法生搬硬套。花了近兩年時間,迪泰克自主研發了完整的晶片切割、清洗、拋光、腐蝕等工藝,最終解決了晶片表面潔凈度、翹曲度和平整度等問題。為了掌握有關器件設計和電子學的知識技能,迪泰克專門成立了一個團隊來做這方面工作,最終建立了完整的晶體生長、材料加工和器件設計體系,能為客戶提供全方位的產品和服務。如今CZT晶體產業化已開展10余年,形成了一定生產規模和銷售額。
在迪泰克這樣的“鏈主”企業引領支撐下,越來越多的上下游企業在秦漢新城聚集、受益。近年來,圍繞醫工、自動駕駛等重點產業,按照“頭部企業+鏈”的思路,秦漢新城引進西北軍邦融合科創港、榮光精整智能裝備制造中心等24個項目,總投資超100億元。
“新質生產力”的形成與發展,需要技術走出實驗室,與下游客戶一起成長,在市場中摸爬滾打。不管是光伏行業用太陽能級石英坩堝,還是半導體行業用電子級石英坩堝,都相對小眾卻很重要。中國這一領域,從懵懵懂懂起步,到現在也掌握了一定的話語權。
“理論研究還比較少,大部分是企業自身在驅動。也與我國產業結構的發展有關,石英砂的主要成分是二氧化硅,只有硅產業鏈發展到一定階段,這個行業才能快速往前。”圣寶鴻目前與隆基、雙良、天合、美科、東方日升等國內光伏頭部企業保持深度合作,同時也和部分半導體拉單晶的企業保持著緊密合作。
這一領域,過去下游產業鏈話語權主要掌握在日韓歐廠商手中,伴隨中國光伏產業的壯大,石英坩堝生產企業能夠與上下游聯合開發,中國企業也逐漸掌握了話語權。

圣寶鴻石英坩堝熔制。受訪者供圖
“一定是需要下游反饋的,聯合做技術研發和創新。客戶的意見,促使我們改進。技術會伴隨產業鏈的成熟過程不斷成長完善,也在產業鏈協同下共同發展。”沈湲說,“光伏產業,我們基本都已經在互相配合和推進了,但國內的半導體廠商目前還在發展階段,技術和品質還需要進一步磨合和改善,石英坩堝的配合和提升也還需要一段時間。”
打造科創環境、營商環境,也需要創新舉措
毋庸置疑,新質生產力,需要優秀人才支撐。
陜西高校林立、科教資源豐富。盤活科教資源、打通科研成果轉化堵點,秦創原,是陜西給出的“加速形成新質生產力”的探索。
秦創原,是陜西舉全省之力打造的集轉化、孵化、產業化于一體的科創綜合平臺,有陜西創新驅動發展總平臺、總源頭之稱。國家級新區西咸新區,是秦創原的總窗口,而秦漢新城是西咸新區的五大核心組團之一。
秦創原創新驅動發展(秦漢)工作部副部長宋世棟告訴澎湃新聞記者,秦漢新城在激發企業創新上,有比較多的特色政策。
人才是科創企業最核心的資源。在秦創原,打通這一堵點,“校招共用”成了突破口。所謂“校招共用”,就是人才“共享”——高校作為人才招引主體,結合企業需求派駐人才。
宋世棟介紹,在人才招引、鼓勵技術升級進步方面,有著不少激發市場主體創新動能的相關政策。
“比如,為了技術的升級換代需要特殊人才或海外高級人才,薪資水平高于企業高管時,秦創原對于這類優秀人才的引進,進行三年補貼。按第一年補貼超出部分的80%、第二年50%、第三年20%的梯度,激勵企業招引行業領軍人物、高技術人才。”
針對企業有技術研發需求或產品升級換代需求的,在企業里組建“科學家+工程師”隊伍,將高校的科技成果與企業的轉化結合起來。“科學家要和企業聯動,企業有技術攻關需求,高校可以揭榜掛帥,高校如果有行業相關技術成果,可以利用企業現有的生產資源、市場資源、銷售資源,迅速轉化成產品。”
前不久,西咸新區深化三項改革暨“先使用后付費”試點簽約活動在秦漢新城舉辦。《西咸新區關于開展高校院所科技成果“先使用后付費”試點實施方案》在活動中發布。
西咸新區鼓勵引導高等院校、科研機構以“先使用后付費”方式許可新區中小微企業使用其科技成果,中小微企業也可選擇“先使用后付費”試點擔保、試點保險機構為其增信,鼓勵試點擔保和保險機構為以“先使用后付費”方式承接高校院所科技成果轉化的中小微企業提供服務。
“三項改革是我們的一個特色,去中關村學習之后,我們還研究引入了擔保和保險公司服務模式。為企業和高校搭起了技術溝通及應用的橋梁,企業可以降低前期使用技術的成本。由擔保和保險公司介入進行調和,如果失敗,保險公司可以先行墊付給高校。”宋世棟說,從人才招引、研發經費投入、科技成果轉化等各個層面,鼓勵和激發企業技術創新、升級換代。
此外,在打造營商環境相關政策方面,秦漢新城也有創新。
去年4月,秦漢新城“24小時在線、365天不間斷”的“企業110”服務專線96611正式上線,進一步暢通秦漢新城面向轄區市場主體的全年無休便捷服務通道,構建5分鐘快速響應機制,常態化傾聽市場主體意見和建議,幫助企業解決生產經營中遇到的難點、痛點、堵點問題。
快速響應的一貫風格,使得區內落地的企業受益。
沈湲說,在秦漢新城、陜西有色金屬集團的大力支持下,圣寶鴻在西咸新區有了迅速的發展和提升。“2021年底,還在疫情期間,我們與秦漢新城敲定了項目,2022年2月就落地了。又經過不到2個月的時間,公司就完成了安評環評、電力改造、新設備調試,4月點火,5月量產,6月圣寶鴻就成長為了規上企業。迅速發展與秦漢新城對我們的支持是分不開的。”





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