Когда слышишь про 'отличного производителя технологии карбида кремния', сразу представляются лаборатории с идеальными монокристаллами. Но в реальности всё начинается с чёрного, пыльного сырья, где 70% претендентов сливаются на этапе контроля примесей. Вот почему АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния с 2004 года держит фокус на шихте – несексуально, но именно здесь решается, получится ли вырастить кристаллы для электроники, а не просто продать порошок для абразивов.
До сих пор встречаю инженеров, считающих, что чистота карбида кремния определяется только в зоне кристаллизации. На деле, если в шихте АО Ланьчжоу Хуая есть отклонение по сере даже на 0.8 ppm – вся партия в 1200 кг пойдёт разве что на огнеупоры. Их технологи учат меня в 2019: 'Сначала выжги углеродные включения в коксе, потом говори про поликристаллы'.
Мы как-то пробовали закупать ферросилиций у сторонних поставщиков для экономии. Результат – три печи Acheson дали разнородный гранулометрический состав, пришлось дробить вручную. С тех пор только их собственный цикл от обогащения минерального сырья до грануляции. Кстати, их сайт https://www.lzhy.ru скромно показывает схему переработки, но там ключевое – шестиступенчатая сепарация металлических включений.
Сейчас вспоминаю, как в 2016 их технолог показывал мне журнал брака: 'Вот эти чёрные точки на срезе – не непропечённая шихта, а остатки электродной массы'. Именно после этого случая они внедрили двухконтурную систему очистки кокса. Мелочь? Нет, разница между Wafer-grade и стандартным материалом.
Многие гонятся за мегаваттами, но у Ланьчжоу Хуая принцип – суточные колебания температуры не больше 12°C. Их печи 2008 года модернизации до сих пор выдают более стабильный результат, чем китайские аналоги 2020-х. Секрет в системе охлаждения графитовых сердечников – не буду вдаваться в детали, но именно это позволяет избегать трещин при тепловом ударе.
Помню, как в 2021 они три недели не могли добиться нужной электропроводности в партии для европейского заказчика. Оказалось, проблема в влажности воздуха в цехе – пришлось ставить дополнительные осушители. Такие нюансы никогда не пишут в спецификациях, но они определяют, будет ли материал работать в силовой электронике или просто пройдёт как 'технический'.
Их ноу-хау – не в рецептуре шихты (она стандартна), а в предиспарителях для летучих соединений. Когда все сосредоточены на основном нагреве, они контролируют то, что уходит в газовую фазу. Именно поэтому их карбид кремния даёт на 23% меньше дефектов при выращивании кристаллов методом Лели.
Здесь большинство производителей спотыкаются о чистоту поверхности. У АО Ланьчжоу Хуая есть своя методика травления остаточного кремния – не кислотой, а плазменным способом. Да, дороже, но зато нет искажения кристаллической решётки на глубине до 40 нм.
Их лаборатория рекристаллизации – отдельный разговор. Видел как-то их эксперимент с скоростью роста: при превышении 1.8 мм/ч начинают формироваться дислокации типа 'горка'. Большинство производителей этого не замечают – ведь визуально кристаллы идеальны. Но для диодов Шоттки такие дефекты смертельны.
Сейчас многие переходят на SiC для электромобилей, но мало кто учитывает тепловое расширение подложек. Их разработка 2022 года – градиентные буферные слои, которые компенсируют разницу в ТКР между SiC и медной основой. Не уверен, что это уже в серии, но на тестах ресурс увеличился на 15%.
У них на входном контроле стоит спектрометр с пределом обнаружения 0.01 ppb – кажется, избыточно? Но именно это позволяет отслеживать миграцию примесей из футеровки печей. Большинство производителей проверяют готовый продукт, они же – каждый технологический переход.
Запомнился случай с азотом: в 2019 они обнаружили, что стандартный жидкий азот для охлаждения содержит следы кислорода, который внедряется в кристаллическую решётку. Пришлось разрабатывать собственную систему очистки – сейчас это их конкурентное преимущество для изделий силовой электроники.
Их система маркировки – отдельное искусство. Каждый слиток имеет не просто номер, а полную историю: от партии кварцита до имени оператора печи. Когда случается брак, они за 2 часа определяют корневую причину. У других на это уходят недели.
Главное – не сверхчистота (её все декларируют), а воспроизводимость параметров от партии к партии. У АО Ланьчжоу Хуая за 2023 год отклонение по удельном сопротивлению не превышало 3% против industry average 12%. Это результат 20 лет работы над каждым технологическим узлом.
Сейчас многие переключаются на 'зелёные' технологии, но они сохраняют производство ферросилиция – не из консерватизма, а потому что понимают: без металлургического опыта не получить нужной чистоты шихты. Их комплексный подход – от минерального сырья до готовых пластин – то, чего не хватает новым игрокам.
Если оценивать их место на рынке – они не гиганты вроде Wolfspeed, но их ниша: стабильный поставщик для ответственных применений. Там, где нельзя позволить себе 10% брака из-за нестабильности процесса. И да, их сайт https://www.lzhy.ru не блещет анимацией, но там есть то, что действительно важно – технические отчёты и реальные параметры продукции.
