来源:中国石化报 时间:2026-10-13 09:50

□张兴梅 郑 瑞 王 珏
10月10日,走进南化公司电子化学品部,透过洁净室观察窗,无色透明的液体正在密闭管道中静静流淌。这是该公司刚刚生产出的G4级超高纯电子级硫酸,看起来与普通硫酸别无二致,核心指标却极致严苛:金属离子杂质实现数量级跨越式下降,被压降至万亿分之一,相当于在标准足球场大小的池子里灌满10米深的水,杂质总量仅为一滴水;颗粒物指标被严格管控至纳米级,精细程度仅头发丝直径的几万分之一。
这近乎极致纯净的液体,是集成电路光刻胶剥离、硅片清洗等核心制程的关键材料,也是半导体产业链中基础性、战略性的“工业粮食”。2018年以来,国内半导体产业链供应链安全风险持续凸显。保障产业链安全,不仅要攻坚芯片器件,更要突破上游高纯材料供给瓶颈。紧扣国家战略需求,中国石化前瞻布局新材料赛道,2023年即明确由南化公司牵头开展无机湿电子化学品领域攻关,并将电子化学品纳入“十五五”重点攻坚赛道,着力补齐我国半导体上游高纯材料短板。
今年8月,南化公司G4级电子级硫酸实现连续稳定工业化量产,产品顺利通过通标标准技术服务有限公司(SGS)第三方权威认证,成功拿到进入半导体供应链的“入场券”。
直面“拦路虎”,锚定高端电子新材料赛道
这张“入场券”来之不易。
我国是全球第一大硫酸生产国,产能充裕,但行业结构性矛盾十分突出:普通工业级硫酸产能过剩,市场竞争白热化,而超高纯电子级硫酸自给率偏低,核心技术长期被巴斯夫、三菱等国外企业垄断。
作为半导体制造中用量最大的湿电子化学品,电子级硫酸堪称芯片制造的“血液”,在晶圆清洗、光刻胶去除等关键工序中不可替代,产品质量直接决定芯片良率。芯片制程越先进,对硫酸纯度的要求就越苛刻。纯度从ppm(百万分之一)级提升至ppt(万亿分之一)级,中间隔着百万倍的鸿沟,攻关难度不言而喻。
更紧迫的是产业环境。近年来,国内半导体、先进封装高速扩张,12英寸晶圆厂加速落地,高端电子级硫酸需求持续激增。南化公司毗邻台积电、长鑫存储等半导体龙头企业,区位优势明显,却没有一款能打入这条供应链的产品。
坐拥成熟完备的基础化工产业体系,却面临高端半导体材料供给短板,鲜明的产业反差倒逼企业主动突围。2023年,在集团公司全力支持下,南化公司正式设立G4级电子级硫酸项目,全面打响高端电子新材料技术攻坚战。
啃下“硬骨头”,构建全链条自主技术体系
如果说99.9999999%代表杂质控制达到ppb(十亿分之一)级,那么G4级电子硫酸还要在此基础上再往下压低三个数量级。而传统制酸工艺的杂质管控精度,恰恰停在这条线的另一侧。
“提纯难点遍布生产全流程。设备材质会析出杂质,高温工况会溶出金属离子,灌装环节还可能造成二次污染。如果管控不到位,每一个环节都可能在给产品‘加料’,而非提纯。”南化公司科技发展部转型办副主任季峰崎解释。
难关面前,唯有迎难而上。
立项伊始,南化公司便会聚核心骨干,组建电子化学品项目“最强团队”。今年3月,电子级硫酸装置全线完成建设,实现投料试车。但硬件竣工只是起步,部分关键工艺要点仍被外部企业牢牢把控,高纯产品稳定生产所需的核心参数、运维经验、配套保障条件等关键信息如同封闭的“黑匣子”,公开资料极少。
南化公司坚持自主可控的研发路线,领导班子带头扎根现场,逐项比对工艺指标、梳理技术难点,紧盯生产运行、设备维护、检验检测、物资保供、成品灌装等关键环节,啃下一个又一个“硬骨头”,逐步吃透并完整掌握全套核心技术要点。
——工艺硬件适配。试生产阶段,吸收、脱气等核心单元出现指标协同性偏差,过滤器管线受设计缺陷和介质特性双重影响存在堵塞风险。团队逆向排查锁定根源,完成配套部件优化与管线布局调整,消除运行堵点,使金属杂质指标趋于稳定,保障回路连续稳定运行。
——洁净环境管控。洁净厂房新风系统和夹层环境直接影响系统可靠性,原有管控体系存在覆盖盲区。团队组织专项攻关,理顺设备联动逻辑,完善管控措施,同时优化洁净实验室作业流程,细化人员动线与物料流转管控,保障洁净环境指标长期稳定。
——检测体系搭建。电子级硫酸纯度要求极为严苛,检测是生产的前提。团队坚持“检测先行”,配齐高纯检测设备与耗材,逐一突破全流程检测难点,对标权威体系统一判定标准,开展多轮比对验证,将分析数据纳入一体化质量管控体系,确保每一组数据准确。
——供应链保供。团队提前布局,围绕洁净材料、检测仪器、核心原料等关键物资开展全面调研,储备优质供应商资源,依托动态调度机制实时跟踪需求与到货进度,实施变更从严管控,保障关键耗材和检测设备持续供应。
——灌装系统升级。原设计仅支持槽罐车装车,难以满足多元需求。团队实施改造,新增吨桶包装能力降低客户成本,预留小规格包装空间,同步增设外包装防护工序、校准计量系统,全面提升储运防护与计量可靠性。
历经多轮调试攻关,项目成功产出首批G4级电子级硫酸合格产品,并沉淀形成一套适配不同负荷工况的稳产参数体系。今年8月,装置实现G4级产品稳定生产,为打入高端电子材料供应链奠定了产能基础。
培育“金娃娃”,筑牢产业链自主保供根基
“作为落实中国石化科产融创攻坚战的标志性成果,此次G4级电子级硫酸成功攻关的意义不仅于一款新产品落地,更在于国资央企主动跳出舒适圈、勇闯新赛道,示范价值远超单一产品本身。”南化公司董事、党委书记、总经理刘振宁说。
在他看来,这次攻关至少释放了三重信号。
一是验证了国有化工企业从基础原料到高端半导体材料的全链条创新能力。在集团公司统筹部署下,南化公司将传统化工优势延伸至电子化学品新赛道,自主完成高端材料从工艺开发、工程放大到稳定运行的完整闭环,积累了宝贵经验。
二是丰富了国内湿电子化学品供给主体格局。南化公司作为国资力量入局,与民营材料企业形成互补态势,有助于降低国内芯片制造企业面临的供应链断供风险。
三是攻关形成的工程经验具备横向复用价值。目前,G4级电子级硫酸的技术积累已赋能电子级硝酸、电子级盐酸工艺包的研发工作,南化公司正朝着构建成套自主知识产权的湿电子化学品技术体系持续迈进。
回望来路,这条技术突围之路的起点比想象中更远。1936年,南化公司建成国内首套硫酸装置,拉开我国硫酸工业自主化发展的序幕。90年来,从解决“有没有”到解决“够不够”,再到今天攻克“好不好、纯不纯”,我国硫酸工业走过了一条完整的产业升级之路。
“我们将继续呵护好、培育好这个来之不易的‘金娃娃’,联动产业链上下游推动国产绿色新材料规模化落地。”刘振宁表示,南化公司将以实干赓续先辈实业报国精神,为集团公司以二次创业推动高质量发展贡献力量。
在电子化学品部的中控室里,屏幕上跳动着各项实时参数。技术人员盯着曲线,神情专注而平静。对他们来说,G4级量产不是终点,而是一个新的起点。
下一个目标,G5级。
突破高端电子级硫酸“卡脖子”困局 从产品达标走向体系自主
□储 政
电子级硫酸是半导体制造中用量最大的核心湿电子化学品,广泛应用于晶圆清洗、刻蚀、光刻胶剥离等关键制程,其杂质控制水平直接决定芯片生产良率与制程稳定性。相较普通工业硫酸,高端电子级硫酸需实现ppt级超痕量杂质管控,技术壁垒极高。长期以来,海外企业凭借成熟工艺垄断全球G4级及以上高端市场,行业整体正朝着超低杂质、绿色低碳、废酸资源化利用的方向迭代升级。
经过多年技术攻坚,我国湿电子化学品已全面实现G2、G3级产品的规模化国产化,G4级及以上产品也完成技术突破并量产落地,高端供给能力大幅提升。但产业仍面临结构性短板,高等级产品在先进晶圆产线的长周期稳定适配、全工况批量导入及可靠性认证方面,与国际头部水平存在明显差距,叠加地缘政治博弈加剧与海外技术管制加码,核心工艺诀窍、高端配套装备、超痕量检测体系仍受制于人。产业自主可控仍需从产品突破向体系自主深度进阶。
南化公司G4级电子级硫酸实现稳定量产,为行业提供了一个从跟跑到并跑的典型样本。面对既有工艺在工程放大上的不足,南化公司依托自身深厚的工程化能力,反复摸索、持续迭代,最终沉淀出一套拥有自主知识产权、可实现工程化放大的技术体系。
客观来看,G4级量产仅是阶段性突破,对标国际顶尖水准,产品在长周期连续运行稳定性、多场景工况适配性上尚有优化空间,向G5级迭代仍面临严苛瓶颈。相较国外成熟的运维体系,国内高端电子化学品在工艺机理吃透、工程经验积累、配套产业链协同等方面仍存在短板。
当前,我国湿电子化学品产业已进入高质量发展新阶段,市场竞争的重心已转向G4级及以上等级的批次一致性、长周期稳定供货能力,以及配套耗材、检测、产线验证等体系化能力的综合比拼。
传统化工企业具备原料供给、大型装置运维、规模化生产的产业底座优势,切入电子新材料赛道具备天然禀赋,但普遍存在半导体应用场景认知不足、下游验证体系不完善的问题。南化公司的攻坚实践充分证明,高端材料自主化不能局限于参数达标或样品突破,更要深耕底层工艺机理、积累自主工程运维经验、构建全流程质量管控体系,这才是破解“卡脖子”难题、实现产业链安全可控的核心逻辑。
立足“十五五”,石化行业需持续锚定科技自立自强,充分发挥基础研究优势,深化“用研产销”协同创新,打通工艺开发、装备适配、质量检测、下游验证全链条,以传统产业高端化转型培育新质生产力,不断完善自主可控的湿电子化学品产业体系,夯实我国半导体产业材料安全根基,助力国家战略性新兴产业高质量发展。
(作者为中国石化集团公司高级专家)
把握国产替代窗口期 夯实我国湿电子化学品产业供应链根基
□张彩丽
集成电路关键材料的供应链安全,是我国半导体产业高质量发展的重要基石。湿电子化学品作为用量巨大的基础品类,其国产化进展直接关系产业链整体韧性。
从国内产业实际看,湿电子化学品产业呈现突出的结构性分化格局。据统计,国内现有电子级硫酸总产能50.6万吨/年,在建产能约6万吨/年;2025年产量约22万吨,预计2026年产量可达26万吨,比上年增长近20%。然而,产能规模不等于有效供给。当前国内市场年总需求约28万吨,其中G4、G5级等高等级产品占总需求的85%,G3级及以下等级仅占15%。产业未来增量主要集中于G4级及以上高端产品,现实却是中低端品类供给充裕,但能实现规模化、商业化稳定供货的高端产品供给主体十分有限,部分先进制程场景仍存在进口依赖。
2025年,我国硫酸整体进口12.6万吨,其中相当比例流向电子级应用场景,高端产品供给对外依存度依然较高。同时,上下游配套耗材、检测服务、产线应用适配等产业支撑体系建设相对滞后。国产替代已实现单一产品突破,正迈入产业生态协同完善的新阶段。
市场需求格局正发生深刻变化。AI算力需求的爆发,成为拉动高端湿电子化学品增长的最强引擎。长三角作为国内集成电路产业最集中的区域,对就近、安全、稳定的材料配套诉求十分迫切。对于芯片制造企业而言,供应商的连续供货保障能力、批次波动控制水平、服务响应速度,才是进入核心供应链的现实门槛。
产业竞争格局亦发生结构性转变。高端市场正逐步由海外企业垄断转向外资企业、民营企业、国有化工企业多元参与的竞争态势。国资央企的入局,带来了大宗原料一体化、化工装置运维、规模化安全生产的独特优势,丰富了国内供给主体。南京地处长三角产业核心区,南化公司G4级电子级硫酸实现稳产量产,能有效对接区域芯片企业的保供需求,完善区域材料配套链条。
在产业热度持续攀升的同时,也须清醒看到潜藏风险。当前新材料赛道热度持续攀升,资本加速涌入、产能快速投放,叠加中低端领域同质化投资,供给过剩压力正向价格端传导,低价竞争苗头显现。部分企业一味复制成熟工艺路线、忽视工程化能力建设,不仅难以实现向高端跨越,反而会加剧低端产能过剩,造成资源错配,与推动产业高端化升级、严控低端产能扩张的政策导向背道而驰。
政策层面则一面为低端无序扩张划定底线,一面向高端化发展打开空间。中央经济工作会议强调着力提升产业链供应链韧性与安全水平,围绕这一要求,研发费用加计扣除、新材料首批次应用保险等政策相继落地,核心正是打通创新成果从实验室走向生产线的堵点,消除下游企业试用国产新材料的顾虑。长三角地区凭借扎实的产业基础和集聚优势,承接政策红利的效果更为显著,能为推进材料配套项目落地提供有力支撑。
面向未来,湿电子化学品产业竞争已从单一产品维度转向涵盖技术、品质、成本、绿色与供应链的系统性较量。今年施行的《生态环境法典》将废酸资源化利用等绿色循环要求上升为法定刚性约束,再生酸闭环能力日益成为企业合规经营与提升竞争力的重要组成。
破局之道在于各类主体找准定位、协同发力:民营企业深耕产线验证与市场拓展,以灵活机制打通应用端;国有化工企业发挥原料与工程化优势,同时补齐对半导体应用场景认知的短板。各方应坚决避免低水平重复建设,共同走好高端化、绿色化、协同化发展之路。
(作者为南京市人民政府二级巡视员,曾任中国石化集团公司高级专家)


知识链接
●什么是电子级硫酸?
电子级硫酸又称高纯硫酸或超纯硫酸,是硫酸产品中技术壁垒最高的高端品种。它与普通工业级硫酸的核心区别在于极低的杂质含量和超高的纯度,是半导体、显示面板等高端电子制造中不可或缺的关键基础化学试剂。
电子级硫酸的纯度通常需达到99.999%以上,先进制程甚至要求99.9999%或更高,其关键不在于主含量,而在于将杂质控制在ppb乃至ppt级别,以满足高端电子制造对超净高纯化学试剂的严苛要求。
●电子级硫酸分为哪几个等级?
电子级硫酸的等级划分主要依据国际半导体产业协会(SEMI)的标准,通常分为G1至G5五个等级,等级越高,对杂质(尤其是金属离子)的限制越严格。G1、G2级适用于光伏、液晶面板等领域的初步清洗;G3、G4级适用于8英寸晶圆、90纳米及以上制程的清洗和蚀刻;G5级是目前的最高等级,要求金属杂质含量≤10ppt,主要应用于集成电路制造,尤其是7纳米及以下的先进制程。
我国于2022年发布了电子级硫酸国标,将其分为E1至E5五个等级,整体与国际标准接轨,随制程提高,对金属杂质的要求逐级严格。
电子级硫酸的特点及应用领域
