8月15日，宁夏北方高科工业有限公司负责人王斌的办公桌上，一块如成人拳头大小的精钢模具断成两节，断口处的钢茬锋利如刀。
“我们想把碳化硅像饸饹面一样挤出来，做成空心的小细管，但碳化硅太硬了，把模具都撑断了。”王斌用手比画着挤出成型的动作。37年来，他一直和碳化硅“死磕”，把硬度非比寻常的碳化硅像饸饹面一样挤压，是他的研发团队正在攻关的课题。
断裂的模具，是失败的印记，更是精进的阶梯。
“碳化硅这个产业，越往深做，越觉得不够。”王斌说，“一方面我们要把‘饸饹面’挤出来，另一方面，挤出来的东西密度是否均匀，烧结是否致密，能不能用在最顶尖的半导体设备上……这才是更大的坎。”
而要迈过这道“坎”，先得翻过一座山——高纯粉体提纯。
关于提纯的难度，北方高科研发部主任侯靖媛打了个比方：就像打扫教室，地上的垃圾好扫，但要把颗粒之间，甚至晶格内部的杂质去掉，那就相当于要把桌子缝里的灰尘、黑板槽里的粉笔末也弄干净，得用完全不同的办法。
北方高科与松山湖材料实验室、贺兰山实验室联合攻关，将碳化硅粉体纯度从99.5%提升到99.99%。
“但要把晶格内部的杂质完全去除，目前还没有成熟的办法。整个碳化硅行业都卡在这里，我们必须‘啃’下去。”侯靖媛介绍，公司正持续推进粉体提纯技术的迭代升级，目标是为半导体级应用提供稳定可靠的高纯碳化硅原料。
比提纯更难的，是碳化硅的3D打印。3D打印是一层一层“长”出形状，但对碳化硅来说，难的不只是把复杂结构打印出来，更要解决层间结合不牢、孔隙分布不均、烧结收缩不同步等问题。就像一层一层砌墙，墙垒起来只是第一步，难的是砖与砖之间要贴得紧、咬得牢，不能有虚缝、裂缝；整面墙还要平整、均匀、结实。王斌介绍，目前北方高科正与国内顶尖科研机构合作攻关碳化硅无压烧结3D打印技术，并取得阶段性成果。这项技术一旦突破，就可以用高纯粉体打印成型，再烧结制成半导体领域需要的复杂结构件，解决传统模具难以成型的行业难题。
微通道反应器是北方高科的又一个重点研发领域，在精细化工、能源化工及连续流反应装备领域有着广阔的应用前景。
“传统化工装置的反应釜及配套设备，有的有几层楼高。现在我们想把核心反应模块做到这么小。”参与研发的北方高科生产总监王晨皓斌用手比画出一台打印机的大小，“而且主体用碳化硅做，碳化硅高导热性把热量迅速传给水层带走。”
王晨皓说，这个步骤，就像把几十块已经烧硬的瓷板摞在一起，再把它们烧成一整块瓷，几十层板不仅要对得准、贴得严、接得牢，二次烧结后还要无缝、无漏、不串流，里面的物料流道、水道一条也不能堵，从外面看就是一块四四方方的陶瓷，但里面像迷宫一样。
目前，北方高科正围绕微流道精密加工、多层板片连接、高温键合等关键技术攻关，推进无压烧结碳化硅微通道反应器的研发。
“过去我们是‘有材无财’，现在我们要‘材财双收’，这就必须通过科技创新引领，提高碳化硅产品附加值。”王斌说。
从已经量产的高温窑具、换热管、辊棒，到正在攻关的高纯粉体、3D打印、微通道反应器——北方高科正由传统碳化硅陶瓷制品制造向“高性能粉体—先进成型—高温烧结—复杂结构加工—功能材料—核心装备”一体化方向精耕细作，向更高附加值、更高技术含量的产业更深处持续延伸。