□记者 徐敏
芯片被誉为“现代工业粮食”,是物联网、大数据、云计算等新一代信息产业的基石,更是国防科技、国防安全的核心。据统计,我国年进口集成电路(芯片)数量约为4000亿个,是全球最大的芯片进口国。为此,《中国制造2025》提出,2025年我国芯片自给率要达到50%;力争10年内实现70%芯片自主保障且部分达到国际领先水平。
为中国“芯”充当“马前卒”
随着我国高端电子产业化的发展壮大,一大批高科技电子厂房“应运而生”,为缔造这些“超级厂房”的中国建筑业企业也正成为这一新兴产业的先行者。上海宝冶作为助力中国“芯”建设的主力军,在日前举行的上海宝冶工业工程公司企业开放日云端宣传活动中,以“会议座谈+视频连线”的形式带领记者走进中芯国际(上海)工程项目、上海天马通用厂房建设项目3标工程项目和徐州鑫晶半导体大硅片项目。
上海宝冶自2000年开始承建国内第一个8英寸芯片厂房开始,已连续建设了50余项大型电子厂房工程,其中半导体芯片项目逾20余项。上海宝冶工业工程公司副总经理朱伟表示,公司经历了我国半导体晶圆工业从无到有、从小到大的过程,也经历了面板显示器工艺线的代代更新,积累了丰富的电子厂房建设经验,创造了多项同类项目施工新纪录。比如,武汉天马G6项目仅用123天就实现30万平方米电子厂房结构封顶的最快纪录;富士康第10.5代TFT-LCD显示器件生产线项目刷新了总建筑面积达52.07万平方米的电子厂房最大面积纪录。至今,该公司已形成各类工法332项,专利1125项,各类科技奖项127项。
“高大上”工厂要求严苛
不同于一般厂房建设,电子厂房具有跨度大、层高高、单体面积大、厂房气密性要求高等特点。例如,电子厂房采用华夫板结构,此种独特结构形式的施工工艺不同于普通钢筋混凝土楼板结构,因而对模板的安装、钢筋绑扎和混凝土浇灌等要求均非常严格,对表面平整度要求也较高。同时,由于电子厂房平面尺寸较大,其钢结构屋架截面尺寸大、重量重、跨度大,使得施工难度加大。此外,电子厂房还有洁净度要求,因此对密封性要求高,施工时对墙体和屋面的裂缝控制也极为严格。
在施工组织管理上,由于在土建结构施工过程中有大量的水、暖、电等专业的预埋管线需要提前埋置,共同协作时需要在合理的时间内提供必要的作业空间和相应的适宜条件。因此,各专业承包商之间既相互干扰影响,又互为支持,工序间的交接管理、施工配合难度更大。
开启“智造”新时代
在当天的企业开放日活动中,“云端镜头”带领记者来到已建成并投入量产的中芯国际(上海)工程项目现场。项目经理赵斌介绍,该项目是打破国外垄断、实现中国“强芯梦”的国家战略投资项目,项目投产工艺节点可覆盖14纳米到7纳米。目前14纳米级芯片已成功量产,代表着中国芯片制造水平已迈入一个新的时代。与此同时,不断提升的各项建造工艺和施工管理水平,也为我国建筑业企业开启了全新的“智造”时代。
针对电子厂房的高标准建设要求,项目团队克服深基坑施工难度大、平整度要求高、钢结构跨度大、空间管理复杂等难点,积极推行新技术、新材料、新工艺,并将绿色理念贯穿于设计、施工、生产全过程。项目获得美国绿色建筑LEED金奖。
其中,SN1主厂房近3万平方米的华夫板要做到平整度不超过3毫米/2米的误差。为此,项目部采用了大面积楼板平整度控制技术,通过可调方钢轨道,并配合激光找平仪、振动刮尺等工具,最终使得华夫板整体平整度满足工艺需求。同时,该项目在华夫板的施工工艺上首次采用了可拆式华夫筒施工技术,不但能使华夫筒重复利用,而且降低了挥发性有机化合物的排放,既经济又环保。
SN1主厂房4层以上为钢结构屋架系统,共分5跨,其中最大跨度为42米,单品桁架重达250吨。以往电子厂房钢屋架安装大部分采用传统的液压助推滑移技术,由于该项目工期紧、场地小等因素,经综合考虑比较,项目部自主创新采用大跨度钢屋架模块车高空滚装技术,该技术属国内首创,并达到国际先进水平。此举不仅克服了场地狭窄等不利因素,也为后续工艺提前进入穿插施工创造了有利的条件。
此外,由于电子厂房项目涉及专业较多,空间复杂,为此,项目部专门成立BIM团队,以项目的各专业为基础,建立三维模型,对厂房平立面规划、各类管线空间管理进行比对优化,用于指导现场施工,避免了专业之间相互干涉,大幅降低了后期设计变更频率。其中,自主研发的《基于BIM模块化钢结构建造关键技术》荣获中国钢结构协会“技术创新奖”,《上海中芯大型电子厂房模块化BIM应用》荣获全国BIM大赛一等奖。