8月21日，记者从合肥高新区企业安徽万瑞冷电科技有限公司获悉，该公司自主研制的“低温精制及脱氖装置”在陕西延安天然气提氦项目现场完成工程验收。

装置产出的氦气纯度优于99.9999%（6N9级），氖气杂质低于0.3ppm。这是国内领先的自主创新复合法实现6N9级超纯氦气的装置，意味着我国在低丰度天然气提氦领域取得了关键突破。

万瑞冷电自主研制开发LNG工厂BOG提氦回收利用（节能减碳）项目工艺沙盘

万瑞冷电自主研制的低温精制及脱氖装置项目

万瑞冷电承制BOG提氦回收利用项目

氦气提纯有多难？

氦气是一种稀缺的战略资源，在地球上分布极少。要在我国开采出高纯氦气，难度几乎堪比“从海里捞针”。

在传统工艺里，氦气很容易夹杂杂质，特别是氖。氖虽然在空气里常见，但要把它从氦气里完全剔除下来，却极为困难。过去很长一段时间，国内高纯氦气纯度停留在“5N”（即99.999%）左右，始终无法突破6N级。

万瑞冷电的研发团队用了六年时间，反复试验，提出了一套原创的“联合法”工艺：脱氢、膜分离、变压吸附和低温精制四个步骤层层配合，相当于打一套组合拳，把杂质逐个筛掉。

特别是氖气的脱除，团队开发的高比表面积吸附剂可以把氖含量降到0.3ppm以下，成为整套工艺的关键突破口。

“6N9级纯度，通俗说，就是一百万颗气体分子里，只能有一颗杂质分子。”项目负责人荣成旭解释。对于半导体工厂和科研装置来说，这样的纯度决定了设备能否稳定运转。

这套装置采用双塔结构，可以不停机连续运行，年产高纯氦气达40万立方米。经第三方鉴定，其整体技术水平达到“国际领先”。

冷泵是芯片厂的“心脏”

如果说氦气是“血液”，那么冷泵就是半导体工厂的“心脏”。在芯片制造中，需要保持接近“绝对真空”的环境，冷泵负责把气体分子抽走，让真空稳定维持。

过去很长时间，这颗“心脏”几乎被国外企业垄断。合肥的万瑞冷电选择了从零开始研发。2010年前后，团队开始尝试攻关。

制冷机要稳定到10K（约零下263℃），温控响应要精确到毫秒级，振动要尽可能减小，抽气速率要尽可能快，抽气容量要尽可能大，任何一个环节没做好，设备就可能“罢工”。

如今，万瑞冷电的冷泵不仅能快速抽气并维持10⁻⁷Pa的超高真空，还能远程监控运行状态，实现自动再生和自适应性运行调控，比传统产品节能30%以上。

在晶圆厂，这意味着什么？用业内人士的话说：“晶圆厂是能耗大户，冷泵每节省1%的能耗，算下来就是巨大的成本优势。”目前，万瑞冷电冷泵已在国内多家主流晶圆厂连续运行超过三年，应用在PVD、离子注入等设备上，逐步替代进口。

大科学工程里的“合肥制造”

氦气和冷泵只是万瑞冷电的两个“标签”。这家企业的设备，还活跃在多个国家级重大科研项目里。

在合肥科学岛的“人造太阳”全超导托卡马克装置（EAST），在北京的正负电子对撞机改造项目，在广东的中国散裂中子源（CSNS），以及上海的硬X射线自由电子激光装置（SHINE），都能找到万瑞冷电的低温设备。

低温传输管线、超导电缆制冷系统、深低温控温装置——这些设备听起来离日常生活很远，但正是它们，让科学家们能在稳定的低温环境里进行超导实验、捕捉物质的瞬间变化。

2025年初，公司与中科院合肥物质科学研究院合作，研制出国内首台连续低温弹丸注入系统，这是可控核聚变中的关键装备。经测试，设备发射频率和精度达到国际先进水平，让我国成为全球第三个掌握该技术的国家。

这些成果，不仅让“合肥制造”进入国家重点实验室，也走出了国门。美国稀有同位素束流装置（FRIB）、德国反质子与离子研究装置（FAIR）等国际顶尖平台，也在使用万瑞冷电的设备。

从“工厂车间”到“国家战略”

走进万瑞冷电的生产车间，一排排工装正在运转，冷泵、氦气回收装置、低温管线等装备正从这里走向全国乃至全球。

员工中不少是博士、硕士，他们的日常工作不是“流水线”，而是与超低温、真空环境、超高纯度的较量。

从2003年国内首台大型氦气回收装置，到2012年工业氦气循环设备，再到6N9级超纯氦气，万瑞冷电走了二十余年。它的成长轨迹，也折射着我国在低温与真空技术上的自立自强。

如今，这家在合肥高新区扎根的“小巨人”，正把“深低温科技”嵌入国家战略需求，从实验室的创新走向工程化应用，从本土市场走向国际舞台。

文/王书浒 

图片由受访者提供