碳化硅是第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要的基礎(chǔ)材料。碳化硅器件以其優(yōu)異的耐高壓、耐高頻、耐高溫、低損耗等性能，能夠有效滿足電力電子系統(tǒng)、微波射頻系統(tǒng)的高效率、小型化和輕量化要求，在新能源汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢。
“導(dǎo)電型的碳化硅襯底目前應(yīng)用前景比較好的是電動汽車領(lǐng)域。例如國際知名的電動汽車品牌就使用了碳化硅器件模塊。在充電方面，由于碳化硅的耐高壓特性，電動汽車可以實(shí)現(xiàn)800V的快充效果。”河北同光半導(dǎo)體股份有限公司科技項(xiàng)目經(jīng)理馬林說。
馬林所在的同光股份2012年成立于保定國家高新區(qū)，在碳化硅單晶襯底材料核心技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)積累深厚。企業(yè)專業(yè)從事碳化硅單晶襯底的研發(fā)、制備和銷售，是河北省規(guī)模最大，也是國內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)第三代半導(dǎo)體材料碳化硅單晶襯底量產(chǎn)的高科技企業(yè)之一，先后承擔(dān)了國家“863”計(jì)劃、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家技術(shù)改造工程等重大專項(xiàng)，承擔(dān)河北省級研究課題10余項(xiàng)，形成了科學(xué)完善的科研創(chuàng)新體系。
同光股份與北京的中科院半導(dǎo)體所深度合作，引進(jìn)了李樹深、夏建白、鄭厚植三名院士及團(tuán)隊(duì)，設(shè)立院士工作站、博士后科研工作站。早在2013年，企業(yè)就在李樹深院士的推動下，與中科院半導(dǎo)體所聯(lián)合搭建了碳化硅單晶材料與應(yīng)用研究聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。2016年，由李樹深院士領(lǐng)銜的碳化硅單晶研發(fā)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)作為高層次創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)受到河北省委省政府表彰。
“在企業(yè)十年發(fā)展歷程中，李樹深等幾位院士從多方面給了我們巨大的支持。中科院半導(dǎo)體所雄厚的技術(shù)實(shí)力，對我們的成長起到了至關(guān)重要的推動作用。”馬林說。
碳化硅單晶襯底材料是如何生產(chǎn)出來的？在同光股份，高純碳粉、硅粉在晶體生長爐內(nèi)合成，生長出直徑4/6英寸、厚度25毫米左右的圓柱形碳化硅晶體，經(jīng)過多線切割、雙面研磨、CMP拋光等多道工序，最終制備成符合客戶應(yīng)用要求的碳化硅單晶襯底。
產(chǎn)業(yè)鏈下游企業(yè)，在襯底材料的基礎(chǔ)上，經(jīng)過外延生長、電路設(shè)計(jì)、器件封裝等步驟，最終制備出半導(dǎo)體器件，并應(yīng)用到實(shí)際場景中。
目前，同光股份擁有碳化硅單晶生長爐500余臺，已搭建起國際先進(jìn)、完整的碳化硅襯底生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力達(dá)到每年5萬片。企業(yè)產(chǎn)品涵蓋直徑4英寸、6英寸高純半絕緣型和導(dǎo)電型碳化硅單晶襯底，經(jīng)下游客戶驗(yàn)證，產(chǎn)品質(zhì)量可媲美國際先進(jìn)水平。
企業(yè)還與中電科下屬研究所合作，將碳化硅單晶襯底成功應(yīng)用在我國5G基站建設(shè)中，打破國際壁壘，破解了“卡脖子”難題，推動國家芯片關(guān)鍵材料的自主可控。
導(dǎo)電型的碳化硅襯底的應(yīng)用，可使電動車的續(xù)航能力得到大幅提升，同光股份的另一款優(yōu)勢產(chǎn)品正是應(yīng)用于5G基站建設(shè)的半絕緣型碳化硅襯底。“5G網(wǎng)絡(luò)為什么快？因?yàn)樗膸捀摺㈩l率高，但這也使原有的硅器件無法滿足5G基站的需求。半絕緣型碳化硅襯底具有耐高頻、耐高壓的特性，能很好地滿足5G基站的適應(yīng)需求。”馬林介紹，半絕緣型碳化硅襯底廣泛運(yùn)用于多個(gè)重要的前沿技術(shù)領(lǐng)域，因而具有非常良好的市場價(jià)值。
今年年初，同光股份與中科院半導(dǎo)體所確立了新的合作科研項(xiàng)目，為企業(yè)進(jìn)一步降本增效提供保障。
來源：北京日報(bào)