12位院士同“打卡”！ 共瞻高纯化学品产业未来

日前，教育部集成电路高纯化学品制备技术工程研究中心技术委员会（扩大）专题会在北京化工大学举行，薛群基、曹湘洪、舒兴田、吴慰祖、谭天伟、陈芬儿、孙丽丽、杨为民、应汉杰、张立群、高雄厚、吕剑等12位院士联袂出席。是什么话题让他们共同“打卡”这个仅有数十人参加的小论坛？教育部集成电路高纯化学品制备技术工程研究中心（下称工程中心）主任、北京化工大学教授李群生揭晓了答案：高纯化学品。

高纯化学品——输不起的主战场

高纯化学品是电子信息、航空航天等多个高精尖领域发展所必需的关键基础原料，也是日趋激烈的国际贸易争端涉及的重要产品，而化学产品的纯度对其性能和用途有重要影响。“这是一个我们输不起的主战场。”李群生接受记者采访时说，“没有高纯化学品，就没有高端的集成电路，同时许多高精尖技术领域的发展也就没有基础。”

据悉，许多高端应用领域对化学品纯度要求极高，杂质含量仅为普通化学品的约百万分之一，提纯难度极大。我国在高纯化学品领域曾长期落后于发达国家，相关产业发展受到严重制约，且常常被发达国家“割韭菜”。“2008年时，我们不得不以约1万元/吨的价格出口粗硅，再以约350万元/吨进口高纯硅。”李群生告诉记者，因为无法实现高纯化学品的工业化生产，我国企业只能忍受这样巨大的差价且受制于人。

据李群生介绍，当前，我国对高纯化学品特别是电子化学品需求量正在以每年超过10%的速度增长，部分高端电子化学品如高纯硅、光刻胶、超净高纯试剂等产品受制于人，进口依存度在90%以上。“目前，我国化学品出口仍以大宗化学品为主，与进口的高端化学品相比存在很大价差，对现有化工产业发展存在一定的制约。”李群生说，突破高纯化学品研究和应用的难题，不仅能满足国家重大需求，还能够为相关产业带来巨大经济效益。

对于高纯化学品的重要性，与会院士们一致认可，并于百忙中参会研讨，担当“产业导师”。来自中国石油兰州石化公司的高雄厚院士说：相比于石油工业的以“量”取胜，高纯化学品则以“质”取胜，二者形成了鲜明对比。

薛群基院士则用一个案例说明了高纯化学品的重要性。“前几年，日本在氟化氢及封装材料用的几种化学品方面对韩国禁运以后，韩国一年损失了300多亿美元。”他说，虽然这几种化学品产值并不高，但是影响很大。

北京化工大学校长谭天伟院士指出，当前，科技竞争已呈现“白热化”，高端化学品、高纯化学品是非常重要的一部分，在生产技术、分离技术以及应用技术等方面对化学工业的发展也提出了新挑战。同时，高纯化学品涉及学科交叉领域，例如人工智能（AI）技术的发展对高纯化学品提出了更高的要求。他强调，发展高纯化学品已成为提高我国核心竞争力的重要方面。

分离与提纯技术——已拿下的制高点

我国目前在高纯化学品工业化生产技术方面进展如何？

“目前，在高纯化学品领域，我们只是部分领跑。还没有达到全面领跑的程度。”薛群基院士说，“在原材料领域我们并不差，希望通过共同的努力，能实现从跟跑、并跑到领跑的跨越。”

会上，陈芬儿院士和李群生教授所作的两个主旨报告备受关注和好评。陈芬儿院士介绍了如何运用流动化学与化学生物催化的创新策略实现10步不对称合成醋酸环丙孕酮，并展示了一套年产能达5吨却占地极小的微通道反应装置。李群生教授则介绍了FGVT塔板、BH型填料等精馏关键技术，分享了高纯度的乙硅烷、氢氟酸、聚氯乙烯（PVC）、聚偏二氟乙烯（PVDF）等高端电子化学品制造的工业实例。对他们的成果，高雄厚院士表示，陈芬儿院士“把工厂搬到了实验室里”，李群生教授则把论文写到了祖国大地上。

分离与提纯是高纯化学品制备的关键环节，国内在这一领域长期无法突破。李群生带领团队数十年如一日，开展了大量的科研攻关工作和产业化工作，破解了一系列“卡脖子”难题，最终形成了高纯化学品精馏及其他分离耦合关键技术，实现多种高纯化学品的制备及产业化，且在产品质量、成本、能耗等方面优于同类国际先进技术。

“如今，我们的技术已经占领了制高点。”李群生教授告诉记者，他们建成了3000吨/年纯度达99.99999999%（10N级）的高纯硅装置，打破了国外垄断；开发了新一代硅基材料乙硅烷生产技术，产品价格达1500万元/吨，国内市场占有率达55%，结束了此前价格高达3000万元/吨且严重依赖进口的局面……目前，技术成果已在22家企业中成功应用。经多位院士专家鉴定，该成果“核心技术处于国际领先水平”。

“李群生教授从精馏技术发展出多种分离纯化耦合技术，并开发了多种不同的装备解决了技术应用难题，使化学品纯度大幅度提升。这是典型的化工思维理念。”应汉杰院士说，有许多人以化学思维去做，很少考虑装备配套，小的体系虽然能够成功，但放大很难。

应汉杰院士强调，装备技术的开发对高纯化学品的制备非常重要。“一些电子化学品企业其实拥有很多技术，但始终无法应用，就是因为装备不行。”他举例说，例如从日本引进的某些涂层技术，装备跟不上，实现均一的量产就会很困难。

未来发展路——待成熟的合作圈

针对我国高纯化学品未来发展之路，与会院士们以工程中心为例各抒己见，提出要从研发创新到技术推广再到产业化应用打造成熟的合作圈。

一是整合研发力量，推进集约化布局。薛群基院士认为，高端化学品的研发力量不宜过于分散，每个单位都在做，分散力量、分散经费投入，产出速度和质量都会受影响。他建议通过教育部、科技部等部门的，集中力量，形成相对集中的研发布局。

二是实施协同创新，推进体系化集成。多位院士认为应加强学科交叉，并建议北京化工大学将把多个专业组织到一起，围绕企业实际需要提出解决方案，例如化工专业可与机械专业合作解决装备难题。

应汉杰院士表示，希望工程中心扩大外延，与装备领域、防腐蚀领域携手合作，实现更多电子化学品的国产化。吕剑院士也认为，要结合多学科优势，把科学技术和装备一体化形成技术体系。

舒兴田院士则提出，可将研发工作向上下游延伸，使分离提纯与反应深度结合。例如，李群生教授与陈芬儿院士的工作相结合，可能产生1+1＞2的效果。

三是做好创新示范，推进平台化推广。舒兴田院士认为，在做好技术、装备在高纯化学品领域示范推广的同时，还可以向大宗化学品领域推广。“这样给国家做出的贡献更大。”他说，李群生教授开发高纯化学品的创新思路给其他领域如大宗化学品领域的技术创新带来了很大启发。“我们这儿只要达到99.9%就是优质品。”他表示，已与李群生教授在环氧丙烷的分离方面进行合作。

四是加强企业合作，推进产业化应用。“加强和生产企业的合作，着眼全过程开发解决方案，为企业生产高纯化学品提供有力的技术支持”是此次会上院士们着重强调的一点。

对于工程中心的发展，多位院士也给予关注。吕剑院士建议，一要突出特色，聚焦标志性成果；二要做好定位，凝练科学与技术问题。

“很感动，我们的学者在这样一个非国家级平台上做出了一流的技术、一流的产品。”高雄厚院士认为，相比于所取得的巨大成果，工程中心这个平台有待升级，建议争取从部级上升到国家级。他希望工程中心找准方向、提高定位，攻克更多核心技术，为我国高纯化学品发展做出更多贡献。