“我们生产的电子特种气体主要应用于集成电路,对产品品质要求非常高。”9月28日,记者走进位于河北省邯郸市肥乡区的中船重工(邯郸)派瑞特种气体有限公司,副总经理杨献奎说,一系列数字技术的创新应用,将公司的精益生产推向新高度。

在5400吨新材料产业化生产基地,20多个数字化车间依序排开,从电解、预处理、纯化、充装再到“三废”处理,电子特种气体生产过程均由智能制造设备完成,数字化无处不在。



图为中船重工(邯郸)派瑞特种气体有限公司中央控制指挥中心。通讯员 路光辉摄

除了智能设备外,企业还有一个智慧中枢——中央控制指挥中心。在这里,通过信息管理系统,可将产品制造、检验分析任务精准分配到每个工位,还可全方位、全流程监控生产状况和安全运行情况。

“数字化生产不仅省时省力,而且更加精准。” 自动化部负责人张帅对此深有体会。过去,他们进行气体检验,需要去各类车间现场一次次手工取样,储存在不同针管里,费时费力不说,还存在气体污染隐患。而现在,车间里每条气体管道皆由电子仪器控制,他们只要轻轻按下一个按钮,就能打开任何一种所需检验气体的管道取样口,自动对气体样品进行色谱分析,迅速将精准翔实的检验结果上传到数据管理平台。

电子特种气体是半导体发光元器件、高端存储处理芯片生产所需关键原材料,被誉为半导体工业的“血液”及“粮食”,市场前景广阔,长期为国外企业垄断。据调查,从2014到2019年,国内电子特种气体市场规模一直呈现高速增长态势,2018年市场规模约为120亿元,到2024年预计增长至230亿元。

2017年,瞄准这片蓝海市场,中船重工第七一八研究所依托自主研发的特种气体生产技术,充分利用数字化技术,开始在邯郸市建立5400吨新材料产业化生产基地,开启“智慧造气”新模式,为中国半导体产业发展“造血造粮”。

“当时,这种类型的数字车间在国内没有先例,我们是从零起步、探索尝试。”张帅说,公司与国内外10多家信息技术厂商进行密切合作,对于引进的SPC质量控制系统、ERP系统等数字平台进行反复调试、优化,于2018年4月实现试生产。

跟普通车间比,数字化车间对于温度、压力、时间等气体制造参数的控制更加精密。张帅拿压力举例,数字化车间常规压力为0.4兆帕,可控精度能达到0.002兆帕,这在过去是不敢想象的。

不仅生产实时智能,而且管理精细可控。公司为每位生产技术人员配发了黑色智能工卡,除了具备上下班打卡、身份识别等常规功能外,还可以精确定位持卡人位置,快速统计区域内人员数量。比如,特别危险区域人员数量不能超过3人,一旦持卡人进入,智能工卡和后台会同时报警。

对于出厂的每个气瓶,他们都贴上唯一的条形码,作为产品的身份标签,实现了产品从生产到销售的全过程跟踪与追溯,进一步保障了产品品质。

“有了大数据、云计算的支撑,产品开发成本降低、效率提升,研发周期大为缩短。” 张帅说,公司投产短短两年多时间,已自主开发出9种高纯气体及10种混合气体,涉及核心关键技术40余项,获得发明专利授权46项。其中,三氟化氮气体纯度达99.995%以上,六氟化钨气体纯度达99.9999%,处于国际先进水平。

以硬质量抢占大市场,公司目前三氟化氮、六氟化钨等特种气体新材料产品总体规模居世界前三。其中,三氟化氮国内市场覆盖率超过95%,国际市场覆盖率达30%,六氟化钨国内市场覆盖率达100%,国际市场覆盖率达40%。今年一季度,两种气体销量分别同比增长30%和70%以上。

“近段时间以来,我国正大力支持国内半导体产业的发展,电子特种气体产业发展迎来新机遇。”杨献奎说,作为国内电子特种气体行业领头羊,他们将抢抓机遇,扩大布局,在西南、长三角建立分厂,加大国际国内两个市场开拓力度,建设成为世界一流电子特种气体综合供应商,打造电子特种气体中国制造品牌。

(河北日报记者 贡宪云)

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