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我国首台太阳能单晶硅切割设备创新纪实

日期:2007-04-10  来源: 作者: 
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       长度240千米,接近于上海到南京的直线距离;直径0.14毫米,比头发粗不了多少。这样的一根钢丝,缠绕在机器中,不能松不能紧、不能乱不能断,还要通过几个轴承的带动,将两根直径为6英寸长为300毫米的单晶硅切成1500余片。这样的技术,这样的设备,除了上海日进,国内无人能出其右。

  国产化的最后一个瓶颈

  目前,我国太阳能光伏产业是典型的“两头在外”———九成以上的原材料依赖进口,九成以上的产品出口,而加工环节中,单晶硅切割技术一直是个瓶颈,设备全部依赖进口。可以说我们是在买别人的原料,用别人的关键技术,生产别人的产品。

  “国际上不超过5家企业能生产太阳能单晶硅的切割设备,进口一台要300多万人民币,而且我们要付美元!”上海日进机床有限公司董事长卢建明语气中带着明显的不甘。

  近年来太阳能光伏产业蓬勃发展,硅材料价格一路飙升,目前市场上一吨硅材料的价格已经高达240万人民币,而厚度只有0.22毫米的6英寸硅片,每片价格也要50元到60元,即使这样还经常“一片难求”。正是看到了市场的需求,国内企业蜂拥而上,生产单晶硅片,致使几年来太阳能单晶硅切割设备进口量居高不下。

  每台300多万,每年进口将近200台,这是一笔很清楚的账,卢建明不是不会算,而是不想算。他算计的是,如果我们能自己生产这样的设备,将会节约多少成本;而且单晶硅切割是整个加工链条中的一个瓶颈,一旦突破,将实现太阳能单晶硅加工设备的全部国产化。

  2006年12月,太阳能单晶硅切割技术与设备在上海日进机床有限公司开发研制成功,其各项指标已超过传统标准,终结了多年来我国切割硅片完全依赖进口机器的历史,对降低切割加工成本具有显著作用。

  一句话激起的斗志

  自主研发出太阳能单晶硅切割技术设备之前,在上海这个老牌工业基,日进只是个名不见经传的民营企业。卢建明、卢建伟,一任董事长,一任总经理,一个负责决策管理,一个主导产品研发;兄弟俩苦心创业10年打拼,开拓出企业发展的一席之地。

  卢建明、卢建伟都曾在日本企业学习技术、管理,创业之初,上海日进也曾借助了国外的技术力量,说起太阳能单晶硅切割设备的研发也与此有一段渊源。

  3年前,卢建伟参加日本专家的一次技术交流,在沙龙上他得到了一个信息———日本公司将斥资几亿日元采购太阳能单晶硅切割设备。“日本人做事很谨慎,他们要花上亿元搞的项目,肯定进行过周密的调查论证,这种设备绝对有市场。”卢建伟当即表示了对这个项目的兴趣,但没想到的是,他的想法得到了日本专家近乎嘲讽的回应:“你玩得起吗?”

  “玩就要玩有难度的!”虽然当时卢建伟还说不清搞单晶硅切割设备要面临多大的困难,但就这一句话,已经激起了他的斗志,他要争一口气。

  几张设备照片、一份使用说明书,卢建伟带着他收集到的“资料”回到上海,开始了和日本人的竞赛。

  三年五百万换来的成功

  太阳能单晶硅切割和12英寸单晶硅抛光技术与设备曾被列为国家“863”攻坚课题。卢建伟用“一穷二白”形容当时的处境。研发经费没有着落,他们也曾“跑”过“部”,但由于企业注册资金不够,没有争取到项目;为了掌握更多资料,他们想观摩一下国内企业进口的单晶硅切割设备,却遭到同行的白眼,被拒之门外。

  “这样也好,没有现成的条条框框,脑子里干净得像一张白纸,做出来的东西跟谁也不一样,完全是我们自己的。”卢建伟说。从软件开发到机器设计,没有任何可以借鉴的东西,上海日进被“逼”到了自主创新这条路上。

  钱自己筹,人自己找。上海日进把500万的“家底”砸在了这台机器上,卢建伟和“老老头”们一起搞研发,“我的研发人员有的是企业的高工,有的是大学的教授,还有的享受着政府特殊津贴,虽然退休了,但是能力没有减,比起年轻人,‘老老头’有他们的优势。”他如是说。

  2006年1月,我国自主研发的首台太阳能单晶硅切割样机在上海日进问世。进行第一次切割试验时,全部研发人员守在样机旁边,心里的那根弦绷得和机器里的钢丝一样紧,但由于设计上的不完善,钢丝断了,切割不成功。随后的几个星期,卢建伟和他的“老老头”们找原因、改方案,解决了问题从头再来。

  “虽然还是不断地面对失败,但我们不急不躁,失败的次数越多,暴露的问题越多,我们就可以把机器改进得更好。”在反复试验了十几次后,2006年6月,第一块我国国产机器切割的太阳能单晶硅片问世。3年时间、十几个人心血、500万投入换来的成功,他们不知道要向谁报喜,只是选择了在第二天一起喝酒庆祝。

  国内将不会再有进口设备的市场

  半年过去了,上海日进的太阳能单晶硅切割设备在业内已经叫响了名声。来参观样机的客户在路上还不相信这样的设备已经被中国人拿下,但是一走进厂房,看到硅片样品,竖起的大拇指就没有放下。

  “同样的性能,60%的价格,更好的服务,单晶硅切割设备在国内将不会再有他们的市场。”卢建伟把这句话说给自己听,也要说给曾经嘲笑他的日本专家听,“以后不仅要满足国内的需求,我们还要瞄准国际市场。”

  除了太阳能单晶硅切割设备,最近上海日进还有一项自主创新“呱呱坠地”。他们研制的12英寸单晶硅片抛光设备经检测,抛光后硅片的全局和局部平整精度已达到国际先进水平。这更是为我国IC晶片的加工制造提前5年做出了技术储备。此外,还有两项研发产品“待字闺中”,一是多棒线切方机,另一项是多棒头尾线切断机,预计2007年8月产出样机,这两项产品的开发成功将完善单晶硅前道切割加工设备链。
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