一項(xiàng)打破國外公司壟斷的關(guān)鍵技術(shù)，一塊價(jià)值幾萬美元的“金屬餅”，一件出廠便能影響到1000萬輛汽車、1000萬臺(tái)手機(jī)的產(chǎn)品，一個(gè)關(guān)乎國家安全的戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，一段扎根甬城12年的創(chuàng)業(yè)傳奇……這些都是資料中關(guān)于寧波企業(yè)江豐電子的關(guān)鍵描述。江豐電子董事長、國家“千人計(jì)劃”專家姚力軍笑稱“自己是個(gè)做餅的人”，他做的餅名叫“超大規(guī)模集成電路制造用濺射靶材”。

一項(xiàng)打破國外公司壟斷的技術(shù)

最近兩年，姚力軍常常要接待從世界各地前來學(xué)習(xí)取經(jīng)的年輕人。因?yàn)椋袌?chǎng)上所銷售的手機(jī)、平板電腦等電子產(chǎn)品都會(huì)用到江豐電子的產(chǎn)品——“超大規(guī)模集成電路制造用濺射靶材”。

在江豐電子的展示廳里，記者見到了高純度濺射靶材，從外觀上看，像是一塊直徑20厘米~60厘米的“大餅”，而其原料則是鋁、銅、鈦等金屬材料。

“這就是一塊超高純鈦的靶材?！苯S電子技術(shù)中心總監(jiān)袁海軍指著一塊“金屬餅”說，“它由兩部分組成，上面這個(gè)灰色的就是高純鈦晶體，其下部的托盤是一塊超強(qiáng)的鋁合金。在芯片的生產(chǎn)過程中，不同的靶材在一起交互作用，金屬原子被一層一層濺射到芯片上，再利用特殊的工藝，把它們切割成納米級(jí)的金屬導(dǎo)線。芯片的信息傳輸就全靠這些金屬導(dǎo)線，因此沒有金屬靶材，就沒有芯片。”

目前，世界上只有少數(shù)幾家企業(yè)能夠生產(chǎn)高純度濺射靶材，而江豐電子是中國企業(yè)。姚力軍歸國之前，這項(xiàng)技術(shù)一直被日本、美國的公司壟斷。直到2005年年底，江豐電子成功制造出第一塊國產(chǎn)靶材，改變了世界靶材制造業(yè)的格局，就此結(jié)束了我國在高純度濺射靶材領(lǐng)域完全依賴進(jìn)口的歷史。

如今，江豐電子的產(chǎn)品已經(jīng)打入了世界主流市場(chǎng)，目前，產(chǎn)品的銷售已經(jīng)覆蓋了包括北美、歐洲、日本、韓國、新加坡等國家和地區(qū)的客戶。全球有超過百余家芯片廠正在使用江豐電子的靶材。截至目前，公司擁有授權(quán)專利210項(xiàng)，其中發(fā)明專利162項(xiàng)。產(chǎn)品榮獲“十一五”國家科技重大專項(xiàng)突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)、“十一五”國家科技計(jì)劃執(zhí)行突出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)、國家戰(zhàn)略性創(chuàng)新產(chǎn)品、“中國半導(dǎo)體創(chuàng)新產(chǎn)品和技術(shù)獎(jiǎng)”等榮譽(yù)。

盡管如此，江豐電子在高純?yōu)R射靶材行業(yè)中的國際市場(chǎng)占有率目前僅為0.44%；國內(nèi)市場(chǎng)占有率為1.87%，國內(nèi)半導(dǎo)體領(lǐng)域的市場(chǎng)占有率為6.98%。公司的主營業(yè)務(wù)收入2014-2016年年均復(fù)合增長率達(dá)34.01%。靶材英文叫作Target，意為目標(biāo)。江豐的目標(biāo)是，早日成為世界前三強(qiáng)的靶材制造商。

一塊人類所能得到的最純金屬

為何全中國只有江豐電子能生產(chǎn)這種產(chǎn)品？它的制造難度究竟在哪里？

答案是純度！在用于切割芯片的晶圓上，有許多閃光的東西。這些閃光物在高倍放大鏡下就會(huì)“現(xiàn)出原形”——密密麻麻的金屬導(dǎo)線。在一塊指甲大小的晶圓上能切出上千個(gè)芯片，每一個(gè)芯片當(dāng)中有上萬米長的金屬導(dǎo)線，導(dǎo)線的直徑比頭發(fā)的千分之一還要細(xì)，其對(duì)金屬靶材的純度要求之高可想而知。

普通的金屬純度通常只能達(dá)99.8%，而濺射靶材的純度通常高達(dá)99.999%以上?！斑@是人類所能得到的最純的金屬?！币α娬f，“正因?yàn)樘兞耍饘僮兊梅浅＼?。在某些條件下，甚至可以用紙就能把它切開?！?/p>

因此，生產(chǎn)靶材的一個(gè)重要步驟就是“壓延”。這并不是簡(jiǎn)單的把厚餅變成薄餅的過程，而是通過反復(fù)多次特定方向的形變來對(duì)金屬內(nèi)部的微觀組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行控制，決定著靶材工藝的可靠性和穩(wěn)定性。每次壓延的壓力值與溫度是姚力軍團(tuán)隊(duì)經(jīng)過上千次試驗(yàn)計(jì)算得出的。

在將金屬靶材焊接到金屬底座托盤時(shí)，會(huì)用到江豐電子最貴的單體設(shè)備——熱等靜壓機(jī)，該設(shè)備造價(jià)達(dá)幾千萬元。

在熱等靜壓機(jī)里，鉭、鈦、銅等不同金屬將經(jīng)受幾百攝氏度高溫和1000個(gè)大氣壓以上的壓力“洗禮”，從而現(xiàn)實(shí)大面積焊接，整個(gè)過程耗時(shí)近24個(gè)小時(shí)。

“這是目前世界上的金屬焊接技術(shù)，它利用高溫高壓，使金屬接觸面上的原子進(jìn)行‘無縫連接’，不需要任何焊料。以前這種高端焊接需要送到日本公司去代工，每加工一爐加工費(fèi)需四五萬元?！痹＼娊榻B，他們花了四年時(shí)間和國內(nèi)設(shè)備廠家一同設(shè)計(jì)開發(fā)出了這個(gè)高端裝備。僅這道工序，每年可以節(jié)省幾百萬元以上，同時(shí)加工周期也從一個(gè)月縮短到三天。在江豐，從濺射靶材的整體制造工藝到類似熱等靜壓機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備都是自主研發(fā)設(shè)計(jì)的。

姚力軍說：“芯片導(dǎo)線是納米級(jí)，導(dǎo)線和導(dǎo)線之間的距離也非常細(xì)小。一顆我們?nèi)庋劭床坏降幕覊m如果落到芯片當(dāng)中，就如同一座大山落到高鐵軌道上，使十幾條導(dǎo)線連成一塊，從而讓整個(gè)芯片報(bào)廢。”

同時(shí)，一個(gè)靶材，能夠?yàn)R射出8000到10000個(gè)晶圓，而8000到10000個(gè)晶圓，而每個(gè)晶圓又能切出超過1000個(gè)芯片。因此，任何一塊靶材有瑕疵，就可能影響到1000萬輛汽車，或者1000萬臺(tái)手機(jī)。

因此，任何一塊不合格的靶材都將會(huì)給企業(yè)造成毀滅性的打擊?！斑@就是為什么全球僅有少數(shù)幾家公司能夠生產(chǎn)濺射靶材的原因?！币α娬f。

一段扎根甬城12年的創(chuàng)業(yè)傳奇

今天，江豐電子已經(jīng)成為寧波市具代表性的高新技術(shù)企業(yè)，并于今年6月15日登陸深交所。

但當(dāng)時(shí)間的指針撥回到12年前，姚力軍與他的團(tuán)隊(duì)卻經(jīng)歷了鮮為人知的困苦歷程。以至于余姚市經(jīng)信局局長黃紅珍談起江豐只說了一句話：“姚力軍他們，不容易！”

2005年夏天，有著哈工大與日本廣島大學(xué)雙工學(xué)博士學(xué)位的姚力軍毅然辭去了霍尼韋爾公司電子材料事業(yè)部大中華區(qū)總裁的職務(wù)，帶著20個(gè)集裝箱和1個(gè)散貨船的設(shè)備回到中國，與2名海歸博士和6名日籍員工一同在余姚市創(chuàng)立了寧波江豐電子材料股份有限公司。

“剛回國時(shí)，我們遇到了很多困難，原來的積蓄都買了設(shè)備，缺乏資金還沒有廠房?！币α娬f，“多虧了余姚市政府和相關(guān)部門的幫助，解決了廠房問題，也籌集到了數(shù)百萬元資金?！?/p>

2005年年底，姚力軍懷揣著第一塊國產(chǎn)靶材去全球各大企業(yè)登門拜訪，希望能夠給予他們的產(chǎn)品一次試用機(jī)會(huì)。

“由于靶材是芯片制造的關(guān)鍵材料，任何一個(gè)芯片制造公司都不愿冒險(xiǎn)嘗試。以至于許多國際大公司一聽說產(chǎn)品是中國制造，連試用的機(jī)會(huì)都不給?！币α娬f。

屋漏偏逢連夜雨，2008年，受美國次貸危機(jī)影響，江豐電子月銷售額急降到8萬元。那年冬天，公司連工資都發(fā)不出，而姚力軍更是債臺(tái)高筑，名下的欠款高達(dá)上千萬元。

“但不管面對(duì)什么樣的困境和挫折，公司的研發(fā)一刻也沒停，團(tuán)隊(duì)的核心成員一個(gè)也沒離開。所以，我常說江豐電子所取得的每一點(diǎn)成績(jī)，都離不開大家齊心協(xié)力的這份堅(jiān)持?！币α娬f。

金融危機(jī)過后，江豐電子慢慢走出低谷，產(chǎn)品開始大量出口美國、日本、歐洲、韓國等地，400萬元、2000萬元、4000萬元……公司銷售額以成倍速度增長，一步步接近盈虧平衡點(diǎn)。

2011年3月，江豐迎來了一次重大轉(zhuǎn)機(jī)——由于日本發(fā)生大地震，日本主要的半導(dǎo)體工廠、靶材工廠停產(chǎn)。急需靶材的國際公司紛紛找上門來要求增加訂單，江豐電子日夜加班，仍供不應(yīng)求。

因在科技創(chuàng)新中取得了突出的成績(jī)，姚力軍接連獲得“2009十大風(fēng)云甬商”“寧波市優(yōu)秀留學(xué)回國人員”“2009年全國百名華人華僑杰出創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)”等榮譽(yù)，并作為高層次海外歸國創(chuàng)業(yè)人才，入選中組部“千人計(jì)劃”。國家“千人計(jì)劃”海外高層次人才引進(jìn)工作小組對(duì)姚力軍的評(píng)價(jià)是：“為超大規(guī)模集成電路制造用濺射靶材的國產(chǎn)化作出了特殊貢獻(xiàn)?！?/p>