中國光伏20年：江湖風云錄（八）
2021年03月22日 9:46 7213次瀏覽 來源： 中國有色金屬報 分類： 光伏 作者： 云翀
緣起：光伏誕生
（19世紀~20世紀60年代）
7.多晶硅技術爭鳴
雖然以半導體行業的發展為起點，但是在這個時期，多晶硅制備技術已經實現了重大突破且持續實現新的發展。無論是鋅還原法、提拉法、貝爾法，還是四氯化硅氫還原法（貝爾法），在多晶硅行業發展的初期屬于百家爭鳴、各顯神通的寶貴階段，新的火花不斷迸發，新的思路也備受關注。
1956年，法國科學家倍西內以三氯氫硅在鉭管上沉積后能夠得到多晶硅，這種方法也被稱為倍西內法。沉積所得的多晶硅可以用來拉制單晶硅，或者在石英管內反應后可以用制得的針狀硅來拉制單晶硅。
1956年，英國標準電訊實驗所成功研發出了硅烷熱分解制備多晶硅的技術，這樣就是業內常說的硅烷法。
1959年，日本的時冢研究所也成功開發出了該方法。
這里有一個頗為重要的節點，這個節點就是1954年德國的西門子(Siemens)公司發明了西門子法生產多晶硅，該方法制備多晶硅對當前多晶硅行業都有巨大影響。西門子法的原理就是在1100℃左右的高純硅芯上用高純氫還原高純三氯氫硅，生成多晶硅沉積在硅芯上。這種方法問世2年后，工業化生產也隨之實現，但是值得注意的是，當時，技術轉化率低、副產品（如四氯化硅）排放污染嚴重等方面的問題還是亟待解決。
1956年，到了21世紀都可以堪稱最為著名且“長壽”的德國瓦克公司在西門子法的基礎上引入了尾氣回收和四氯化硅氫化工藝，并于1959年成功工業化生產，實現了生產過程中的閉環循環，該生產過程既可以避免劇毒的副產品直接排放導致的環境污染，也能實現原料的循環利用，極大地降低了生產成本，邁出了改良西門子法的第一步。因此，改良西門子法又被稱為“閉環西門子法”，經過多代改進革新，經歷了濕法回收、干法回收、TCS合成、熱氫化、冷氫化、二氯二氫硅反畸化等技術不斷更替完善，至今仍是多晶硅生產的主流工藝。
1957年，美國道康寧公司（Dow Corning Corporation）投資組建了赫姆洛克（Hemlock），并于1960年在美國密西根州建成第一家工廠，1961年開始生產多晶硅，也采用改良西門子法。
朝鮮戰爭爆發后，美國人開始扶持日本，日本人第一次進入半導體工業領域。1958年，日本北辰電氣研制出MD-2A磁鼓存儲器，容量64K，每分鐘轉速10000轉。1959年，日本三菱材料開始著手進行半導體用高純硅的研究，并在1967年成立高純度硅株式會社（后來的三菱綜合材料多晶硅株式會社），并投建多晶硅生產處，產能1600噸。
19世紀60年代就發明了鋅還原法的杜邦公司，是最早嘗試使用三氯氫硅流化床工藝制備電子級高純硅的公司，并于1961年申請了TCS為原料在流化床內生產顆粒多晶硅的專利，但是并沒有實現工業化。
8.中國硅產業初啟
上世紀30年代，蘇聯科學家開始在半導體物理方面取得巨大成就，除了理論研究，還在工程實踐中進行了廣泛嘗試。但是，目前能夠搜集到的關于蘇聯硅產業發展的資料可謂鳳毛麟角，但卻在現實中給予我國硅產業初探以重要指引。或許正如1976年的一篇論文所說：“長期以來，蘇聯的半導體技術對外嚴加封鎖。國外資料雖有一些報道，但量少而零碎，且由于目的不同而評價各異。因而要全面地反映蘇聯的半導體技術是困難的。”而在中國，硅產業的發展始于半導體行業。從起點看，和美國只相差幾年，和日日本幾乎同步。
新中國成立時，我國只有屈指可數的幾個有線電、無線電工廠，工人3000人，舊式機床不到1000臺，生產能力和技術水平幾乎為零。1950年抗美援朝戰爭爆發后，為解決軍隊電子通信問題，國家成立電信工業管理局。隨后在全國第一次電信工業會議上，籌建電子管、無線電元件和交換機生產廠的動議被正式提出來，并很快得到批準。
1951年10月底，中蘇第二屆商務談判在莫斯科舉行，中方代表團成員向當時與中國關系密切的蘇方探尋援建電子管、無線電元件和交換機生產廠的可行性。但是，電子管廠和交換機廠的動議順利通過，電子元件廠卻被蘇方拒絕。年底，時任電信工業局科技處處長羅沛霖奔赴東德與時任東德重工業部部長齊勒會談引進電子管技術事宜。
1952年，民主德國方面盡最大努力，給中國提供了種類和規格繁多的產品。經過挑選，我國最終確定引進18家單位的80多項產品，初步核算需要1.4億元。在當時，10元錢就可以滿足1個人1個月的開銷。
隨后，中國在北京酒仙橋籌建了北京電子管廠（今北京京東方公司前身，是當時亞洲最大的電子管廠），由民主德國提供技術援助。該廠總投資1億元，年產電子管1220萬個，是亞洲最大的電子管廠。除此之外，酒仙橋還建立了規模龐大的北京電機總廠、華北無線電器材聯合廠（下轄706、707、718、751、797、798廠）、北京有線電廠（738廠）及華北光電技術研究所等單位。同時，中國科學院半導體研究所、冶金工業部有色金屬研究院、天津電子部46所等單位成立起來，以專門加強對于相關材料領域的研究。
責任編輯：張雪卉
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