协会标准《气相沉积法碳化硅涂层》-编制说明（送审稿）

协会标准《气相沉积法碳化硅涂层》（送审稿）

编制说明一、工作简况1、项目简介采用CVD法制备碳化硅涂层或者纤维等，国际上已有成熟的商品化产品，可被广泛应用于航空航天、船舶、导弹、原子能等高技术领域，随着研究的深入和科技的进步，碳化硅的应用领域将会进一步拓宽，但由于这些产品有很强的军事背景，各国均对相关技术进行了严格的控制，其产品的出口均需得到国家许可。在民用方面，碳化硅涂层石墨基座是单晶硅外延生长和GaN外延生长最好的基座，是外延炉的核心部件，该基座也是大规模集成电路产业用单晶硅和LED光电子产业基础材料GaN生产中的关键设备，然而受限于技术原因，目前国内尚无法大规模生产符合产业要求的相关涂层产品。随着我国民用CVD法碳化硅涂层的市场需求量逐年递增，目前国内可提供CVD法碳化硅涂层的供应商屈指可数，且生产的产品质量参差不齐，各企业对其产品的检测指标及关注点也是各不相同，这种现象严重制约了CVD法碳化硅涂层市场的健康发展。目前，世界范围内知名的做石墨碳化硅涂层的公司有TOYOTanso,SGL,Xycarb,Tokai,MERSEN,以上公司规模相似，均有大小涂层炉10多台，生产工艺基本相同，均采用化学气相沉积法制备碳化硅涂层，各公司每年可生产上万大小石墨涂层器件，产值大约在1000万~3000万美元之间。以上国外知名的石墨碳化硅涂层公司中，除了XYCARB,均既是石墨生产厂家，也是碳化硅涂层公司，都是自己生产石墨，并进行石墨加工，再进行石墨碳化硅涂层。而XYCARB公司是唯一一个非石墨生产厂家，他是通过采购石墨，自己做石墨加工，以及碳化硅涂层。国内碳化硅涂层的生产厂家有山东国晶新材料有限公司、上海圣瑞陶柯特种陶瓷材料有限公司、上海禹王精密陶瓷有限公司、青岛持久碳业有限公司和湖南博望碳陶有限公司等，以上公司受石墨加工能力限制，无法精确控制基材的尺寸，因此生产的涂层质量层次不齐，仅可满足部分民用需求。在军工及科研方面，西北工业大学C/C复合材料研究所、中国石油集团石油管工程技术研究院、国防科技大学航天与材料工程学院、北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室、哈尔滨工业大学（威海）材料科学与工程学院、中南大学粉末冶金国家重点实验室和西安航天动力研究所均有制备碳化硅涂层的经验和技术，但所用工艺均有不同，且更多的偏向军工方向或者实验性质。因此，目前国内对碳化硅涂层产品完全依赖进口，存在订货周期长、价格昂贵等方面的问题，且被严格禁止在军工和航空航天等领域的应用，这种尴尬的局面大大限制了我国航空航天、军工、微电子、太阳能光伏等行业的发展，同时也对我国的国防安全建设造成负面影响。在协鑫集团内部，江苏中能硅业科技发展有限公司（下称江苏中能）作为全球最大的多晶硅生产商，至2014年太阳能级多晶硅产量已达到6.5万吨。但随着近年来多晶硅价格的起伏以及行业的整合，多晶硅行业的盈利能力呈下降趋势，因江苏中能硅烷流化床颗粒硅工艺具有生产流程短、投资规模小、生产效率高、能耗低等优势，因此流化床颗粒硅工艺开发将大幅提高保利协鑫在多晶硅市场的竞争力，同时新工艺对耐高温、耐摩擦、耐腐蚀材料提出了新的要求，在石墨件外表面镀一定厚度的碳化硅涂层材料能够有效解决上2述问题。随着流化床颗粒硅项目的正式投产运营，其生产工艺对CVD法碳化硅涂层产品的需求日益提高，目前江苏中能新技改项目颗粒硅流化床采用石墨内衬均通过美尔森进口，且每套采购价格接近700万人民币（含税），价格昂贵,且无法控制交货时间及产品质量。而国内还没有企业能够独立完成高品质、大尺寸的碳化硅涂层加工，此项技术被国外几家公司垄断。为解决国内企业对高品质、大尺寸碳化硅涂层材料的需求，协鑫集团拟成立新公司专业从事碳化硅涂层的研发与制造，最终经多晶硅事业部同意，由江苏中能全额出资成立了控股子公司一一江苏协鑫特种材料科技有限公司（下称协鑫特材），并引进目前世界上最为先进的CVD法碳化硅涂层设备，拟通过技术研发，突破西方国家的技术封锁，大幅降低江苏中能颗粒硅流化床石墨内衬采购成本，且便于我公司石墨内衬的交货时间控制及质量控制，在满足大规模颗粒硅生产需求的同时，还可开拓非保利协鑫多晶硅行业的市场潜能并产生新潜在利润点。此外，协鑫特材碳化硅项目的建设投产不但将填补国内民用方面在大型碳化硅涂层领域的空白，并可以为光伏生产、半导体材料生产提供高品质碳材料，为协鑫在相关领域进行拓展奠定基础，而且由于碳化硅涂层产品在军用及民用市场需求广泛，因此协鑫集团将有机会成为航天航空、冶金建材乃至国防行业等尖端领域的技术服务商。2、任务来源协鑫特材申请设立气相沉积法碳化硅涂层行业标准，在得到全国半导体设备和材料标准化技术委员会同意编制许可后，由协鑫特材设立团队组织《气相沉积法碳化硅涂层》编制工作，该标准由全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分会归口，计划编号：2016-010-T/CNIA,要求于2018年完成。3、项目申报单位简况协鑫特材成立于2015年7月，是由江苏中能全额出资的控股子公司，目前公司有员工17人，硕士及以上学历人才占公司现有人数的12%。公司专业从事碳化硅涂层的研发与制造，生产出的涂层产品具有熔点高、硬度大、强度高、耐磨蚀、耐冲击、抗氧化、抗热震、热膨胀系数低等特点，可广泛应用于化工、电子、航天、光伏等领域。协鑫特材通过引进全球最先进的CVD法碳化硅涂层装置与技术，能够涂层的石墨件最大直径可达1550mm,为目前国内最大，并可根据客户需求，为不同形状、结构和大小的高纯石墨件纯化除杂，采用高温化学气相沉积法沉积指定厚度的碳化硅涂层。该技术与设备的引进将打破及解决国内碳化硅石墨涂层产品都需要从国外进口，价格极高，订货周期长的问题，实现国内碳化硅复合材料的协鑫“智造”。项目母公司中能硅业以此布局硅化学产业链，全面推进产业转型提档升级。协鑫特材目前处于业务飞速发展阶段，正加速人力资源获取，聚集行业精英，形成人才领先优势，集中力量进行技术研发，持续扩大研发团队，建立产品研发中心，加强合作交流，力争5年内使碳化硅CVD沉积技术达到国际先进水平。同时，公司将遵循技术研发和市场需求联动的规律，使技术进步和市场开发相互促进，加大新产品开发力度，积极拓展各板块新业务方向，努力丰富产品类型，寻求合作，进一步拓展业务范围。二、主要工作过程42016年初，协鑫特材申请设立碳化硅涂层行业标准，并在数次沟通后由全国半导体设备和材料标准化技术委员会同意由我公司进行标准编制。在得到编制许可后公司领导非常重视，总经理田新先生安排公司总经理助理兼生产部经理于伟华先生组织标准起草工作，并邀请江苏中能硅业科技发展有限公司GCL检测技术中心主任刘晓霞主任全程指导。协鑫特材根据碳化硅涂层的生产经验以及下游客户使用产品的经验，查阅大量的文献和标准，调研和调查相关客户的质量要求，通过分析我公司生产碳化硅涂层产品的各项指标,最终按照国家标准委员会的编制原则、框架要求和国家的法律法规，编制完成《气相沉积法碳化硅涂层》行业标准草案。在组织工作组成员对草案进行讨论，并提出修改意见后，形成讨论预审稿。1、编制依据根据资料查阅：(1)、气相法碳化硅涂层各项指标的参数和检测方法，目前国内形成统一的的产品标准；(2)、随着我国民用碳化硅涂层的市场需求量逐年递增，而目前国内可提供气相法碳化硅涂层的供应商屈指可数，且生产的产品质量参差不齐，各企业对其产品的检测指标及关注点也是各不相同，这种现象严重的制约了气相法碳化硅涂层市场的健康发展。为促进行业的健康发展，在国内民用市场规模的扩大以及客户的需求日渐增强的前提下，急需形成统一的检测标准及产品技术指标，以便于生产和用户的应用，推动气相法碳化硅涂层的生产企业共同进步。(3)、本标准规定了光伏领域石墨表面气相沉积法碳化硅涂层的产品标准、试验方法、验收标准以及包装、标识、运输、贮存、质量证明书和订货单（或合同）内容等。2、审核过程2017年7月7日，由全国半导体材料标准化分技术委员会组织，在内蒙巴彦淖尔市召开《气相沉积法碳化硅涂层》标准第一次工作会议（讨论会）,共有江苏中能硅业、江苏协鑫特材、有研半导体材料、内蒙神州硅业、内蒙盾安光伏等28个单位34位专家参加了本次会议。与会专家对标准资料从标准技术内容和文本质量等方面进行了充分的讨论。现将会议讨论结果纪要如下：（1）在“1范围”中增加适用范围限定在光伏级别，基材规定为石墨；（2）将“3技术指标”中跟目前适用范围不相关的技术指标删除，待行业拓宽或标准升级后再补充；（3）将6.2.4中“不能用叉车直接搬运石墨碳化硅产品”改为“用叉车搬运石墨碳化硅产品时，需使用垫块垫在叉车与石墨碳化硅产品之间，垫块可选用柔性材料，如塑料或泡沫等”；（4）综合行业目前现状，广泛征求行业内专家意见，再对标准内的部分数据进行修订；根据与会专家意见，《气相沉积法碳化硅涂层》标准编制组就相关意见进行修订，并于2017年10月完成初审稿。2017年10月26日，由全国半导体材料标准化分技术委员会组织，在广东省东莞市召开《气相沉积法碳化硅涂层》标准第二次工作会议（预审会）,共有有研半导体材料、黄河水电、新特能源、神舟硅业、亚洲硅业等10个单位20位专家参加了本次会议。与会专家对标准资料从标准技术内容和文本质6量等方面进行了充分的讨论。现将会议讨论结果纪要如下：(1)此标准按照产品标准的版本修改，体现涂层性能指标，增加产品标准指标与测试方法，并将测试方法作为附录说明；3.7"损失质量超过0.5克”需增加原石墨质量或以损失质量百分比表示；“测试密度结果偏差达到20犷改为“测试密度结果偏差达到根据与会专家意见，《气相沉积法碳化硅涂层》标准编制组就相关意见进行修订，并于2018年10月完成送审稿。三、标准编制原则和确定标准主要内容的论据目前，碳化硅涂层的生产方法已气相沉积为主，且国内可提供CVD法碳化硅涂层的供应商寥寥无几，生产的产品质量较进口产品也相去甚远。但随着目前半导体行业及LED产业稳定、迅速增长，以及美国挑起贸易战以来，中美之间贸易摩擦和争端不断升级，可以预见，本次贸易战对于整个半导体市场、LED市场及硅外延市场冲击较大，各生产厂家已开始未雨绸缪，应对可能存在的碳化硅涂层石墨盘无法进口的风险，包括南京国盛、北方华创在内的多家公司已开始寻求国内合作伙伴，共同开发各类碳化硅涂层石墨盘。因此在国内制定相应产品标准势在必行。本标准规定了光伏领域石墨表面气相沉积法碳化硅涂层的产品标准、试验方法、验收标准以及包装、标识、运输、贮存、质量证明书和订货单(或合同)内容等。在本标准编制过程中，充分征求下游客户的意见最终形成本标准。本标准按照GB/T1.L2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》的要求进行编写。四、标准水平分析目前国内尚无统一的《气相沉积法碳化硅涂层》标准，各生产单位根据用户的要求来组织生产，但由于各用户的要求不一致，难以统一，以此想以此标准作为生产及销售的技术规范。本标准为首次制定，规定了气相沉积法生产碳化硅涂层产品的各项参数。五、与现行法规、标准的关系本标准不违反国家现行的有关法律、法规的规定，本标准制定并经中华人民