解密中国恩菲中国专利金奖

  12月13日，第十九届中国专利奖颁奖大会在国家会议中心隆重召开。中国恩菲“生产多晶硅的方法”（ZL 9.6）荣获中国专利金奖，实现了多晶硅行业在专利金奖方面的“零突破”。

  在第十九届中国专利奖评选中，中国五矿集团共入选21项中国专利奖，其中金奖1项、优秀奖20项，取得了骄人成绩。本次获奖，也是中冶集团连续三年斩获专利金奖，是中国恩菲以集团“长时间坚持走高技术建设之路”为指引，坚定不移开展技术研发的积极实践。

  中国专利金奖是国家知识产权局和世界知识产权组织（WIPO）联合颁发的国际型奖项，全国每年仅20项专利获此殊荣。该奖项的评选由地方知识产权局推荐，经各领域专家围绕专利质量、技术先进性、运用及保护成效和经济及社会效益等方面做多轮、独立评审和严格遴选产生，是我国专利领域的最高奖项。

  12月13日，第十九届中国专利奖颁奖大会在国家会议中心隆重召开。中国恩菲董事长陆志方出席颁奖大会，中国恩菲副总工程师、多晶硅材料制备技术国家工程实验室主任严大洲代表公司上台领奖。陆志方在中国国际知识产权高峰论坛上发表了题为《不忘初心，砥砺创新——从行业国家队到最让人信服的国际化工程公司》的主题演讲。

  国家知识产权局局长申长雨、副局长贺化及世界知识产权组织高级代表参观了同期举办的中国优秀专利展，并在中国恩菲展台驻足，了解了中国恩菲及获奖专利的情况。

  硅，在化学元素周期表中列第14位，相比于其他固体元素，硅随处可见：它蕴藏于地壳中，存在于岩石里，更是美丽的水晶、玛瑙的重要组成。

  你可知道，看似平凡的硅，是非常神奇的石头。200万年前，人类用石头做成工具，逐步进入了石器时代。200万年后的今天，人类用石头做成硅片，以硅基材料为基础，进入信息时代，迈向智能化社会。

  上面的图片依次是大家可能并不熟悉的多晶硅、硅锭和相对熟悉的硅片及光伏电站。

  多晶硅的制造是通过一系列化学、物理反应，反复提纯，除去工业硅中微量杂质的过程。具体来说，工业硅与氯化氢合成三氯氢硅，三氯氢硅提纯后与氢气还原生成硅，在1050℃的硅芯（纯硅种子）上以气相沉积为多晶硅。

  根据反应平衡，原料中仅有10%-20%生长为多晶硅，其余转化为反应过程气体，转化率很低。尾气中含有氢气、氯化氢、四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅、硅粉及各种高氯硅烷，1万吨多晶硅产生2.4亿立方米反应过程气体，数量巨大。过去，国内多晶硅反应过程气体都当作尾气采用湿法处理后排放（习惯称“传统多晶硅生产方法”），原料中近80%的硅被排放，不仅回收到的氢气需要再次净化，而且在淋洗过程中氯硅烷水解，产生污水， 需进一步处理，导致环境污染和物料消耗很大。

  我国拥有丰富的硅矿资源，金属硅产量占世界2/3，自用1/4，其余全部出口。在中国恩菲拥有自主知识产权的多晶硅生产技术诞生前，多晶硅生产技术由美、日、德等国掌控，对我国实施技术封锁和市场垄断。2005年，全国多晶硅产量只有80吨，几乎全部依赖进口，电耗高达400千瓦时/千克，且没有配套的副产物处理技术。国内超级计算机、卫星通讯、航空航天、先进军工和新能源等产业高质量发展受到致命威胁。

  直面行业困境，直面行业困难，致力于解决我国低成本、大规模制造多晶硅的重大课题，提出了“梯级分离提纯、动态净化循环”设计思想，创造性地提出了“加压分离-吸收-解析-吸附-再生”工艺，颠覆性地将传统生产技术中的“尾气”变为反应过程气体，使过程气体循环利用率达到99.99%，生产所带来的成本降低80%，解决了制约行业规模生产的关键难题，打破了国外技术封锁，使大规模、低成本、清洁生产多晶硅变为现实，加快了全球范围内先进的技术的融合与应用，推动了中国多晶硅产业快速、跨越式发展。

  基于道尔顿定律、亨利定律和朗格缪尔型吸附理论的研究与运用，揭示了氯化氢在四氯化硅中的溶解机理，将反应过程气体进行梯级分离提纯，创造性地提出了“加压分离-吸收-解析-吸附-再生”工艺，反应过程气体在物理、化学反应中实现动态平衡，使多晶硅生产的过程气体循环利用率达到99.99%，实现了清洁生产，大幅度降低物料消耗和生产成本。

  刚才我们说过，根据反应平衡理论，传统多晶硅生产方法中，原料中近80%的硅被浪费掉了，而且还会造成非常严重的污染！

  采用中国恩菲自主研发的技术生产多晶硅，能使过去废弃的尾气，近100%化身为原料，在闭环中经过持续分离提纯后生产多晶硅，“变废为宝”，实现真正而彻底的物料和热量循环利用。

  专利实施日起至2016年底：新增销售额86.93亿元，新增利润19.19亿元，上缴税收10.46亿元；实现多晶硅技术和装备国产化，实现资源综合利用，能耗物耗降低70%以上；带动光伏全产业链发展。

  2016年，光伏电站中国装机量34.54吉瓦，光伏发电量662亿千瓦时，全年可节省标煤近2250万吨，二氧化碳减排近6千万吨，二氧化硫减排近20万吨，氮氧化物16.7万吨，环保效益显著。

  得到媒体的广泛聚焦和社会各界的高度关注，人民网、新华网、《科技日报》《知识产权报》等社会、行业有一定的影响力媒体纷纷聚焦：

  中国恩菲的“梯级分离提纯、动态净化循环”设计思想在恩菲子公司洛阳中硅高科技有限公司的产业化实现，使中国多晶硅技术真正的完成了大规模、低成本、清洁生产，一举打破了国际技术封锁和市场垄断，使我国多晶硅产业摆脱了受制于人的不利局面，达到国际领先水平。

  通过专利有限许可提供技术服务，技术创造了巨大的社会效益和经济的效果与利益。在此过程中，中国恩菲在硅基材料领域形成了从研发技术、团队及平台建设、成果保护运用和产业高质量发展，到技术再创新、再提升、再拔高的良性循环。

  在此过程中，中国恩菲主编多晶硅国家及国际标准，形成完整的标准体系，引领行业健康发展。

  在获得专利金奖前，中国恩菲多晶硅生产技术还曾经荣获诸多荣誉：获国家科学技术进步二等奖1项、省部级科技一等奖等14项。