近日，中國科學(xué)院黨組公布了2023年中國科學(xué)院年度人物和年度團(tuán)隊(duì)名單，共有8個(gè)個(gè)人和團(tuán)隊(duì)獲獎(jiǎng)。其中物理所陳小龍研究員獲得“年度創(chuàng)新人物”。作為第三代半導(dǎo)體材料，碳化硅晶體是新能源汽車、光伏和 5G 通訊等急需的戰(zhàn)略性半導(dǎo)體材料，是材料領(lǐng)域發(fā)展最快、國際競爭最激烈的方向之一。

 中國科學(xué)院物理研究所先進(jìn)材料與結(jié)構(gòu)分析實(shí)驗(yàn)室陳小龍研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻堅(jiān)克難 20 余年，在國內(nèi)最早開展成果轉(zhuǎn)化，創(chuàng)建了國內(nèi)第一家碳化硅晶體產(chǎn)業(yè)化公司，實(shí)現(xiàn)了我國碳化硅晶片產(chǎn)品從無到有，突破了國外對(duì)我國碳化硅晶體生長和加工技術(shù)的長期封鎖，帶動(dòng)了我國碳化硅材料、器件和模塊產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展。

中國科學(xué)院物理研究所陳小龍研究員

自主創(chuàng)新，突破關(guān)鍵核心技術(shù)

至20世紀(jì)90年代末，只有美國等少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)國家掌握 2 英寸晶體生長技術(shù)，應(yīng)用于制造先進(jìn)雷達(dá)、航空航天等，但對(duì)我國實(shí)施嚴(yán)格的技術(shù)封鎖。

自 1999 年以來，陳小龍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從零開始，立足自主創(chuàng)新，開展碳化硅晶體制備的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。經(jīng)過 20 多年的科研攻關(guān)，陳小龍攻克了晶體擴(kuò)徑這一公認(rèn)的難題，穩(wěn)定生長出高質(zhì)量的 2~8 英寸碳化硅晶體，解決了產(chǎn)生相變、微管等致命缺陷的問題。陳小龍團(tuán)隊(duì)還發(fā)明了等面積多線切割技術(shù)，新型研磨液和拋光液，大幅降低了加工成本。團(tuán)隊(duì)在碳化硅晶體生長與加工技術(shù)方面獲授權(quán)專利 29 項(xiàng)（國際發(fā)明專利 6 項(xiàng)）。

厚積薄發(fā)，從基礎(chǔ)研究走向產(chǎn)業(yè)化

經(jīng)過長期的基礎(chǔ)研究階段積累，2006 年，陳小龍?jiān)跓o經(jīng)驗(yàn)可借鑒的情況下，創(chuàng)辦了國內(nèi)第一家碳化硅晶體產(chǎn)業(yè)化企業(yè)——北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司（簡稱“天科合達(dá)”），建立了完整的碳化硅晶片生產(chǎn)線。

在產(chǎn)業(yè)化過程中，陳小龍帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)持續(xù)降低碳化硅晶體缺陷密度，提高晶體質(zhì)量，產(chǎn)品各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)國際先進(jìn)水平。天科合達(dá)向國內(nèi) 100 多家科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)批量供片，產(chǎn)品被應(yīng)用于某重大工程型號(hào)中。近三年晶片累計(jì)銷售 11.4 億元，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。天科合達(dá)在導(dǎo)電型碳化硅襯底供應(yīng)商中市場排名國內(nèi)第一、國際第四，2022 年國際市場占有率在 12.8% 左右。

鍥而不舍，力爭取得新的突破

碳化硅晶體的國產(chǎn)化，滿足了國家重大需求，帶動(dòng)了中車、國網(wǎng)、泰科天潤等 20 余家國內(nèi)企業(yè)進(jìn)入下游器件、封裝和模塊產(chǎn)業(yè)，促使國內(nèi)形成了完整的碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，帶動(dòng)了我國寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使得我國的新能源汽車和光伏等產(chǎn)業(yè)進(jìn)入世界前列。陳小龍因在碳化硅研究方面取得的突出成就而獲得中國科學(xué)院科技促進(jìn)發(fā)展獎(jiǎng)和中國發(fā)明協(xié)會(huì)發(fā)明創(chuàng)業(yè)特等獎(jiǎng)。

陳小龍將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)專注于提高碳化硅晶體的質(zhì)量，降低成本，實(shí)現(xiàn) 8 英寸碳化硅襯底規(guī)?；a(chǎn)。幾年前他已帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)新的液相法碳化硅晶體生長技術(shù)，并在國際上首次生長出性能更加優(yōu)異的立方碳化硅晶體，今后將向產(chǎn)業(yè)推廣，為更穩(wěn)定性和可靠性功率器件奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，力爭為我國寬禁帶半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)做出新的更大貢獻(xiàn)！

中國科學(xué)院物理研究所陳小龍研究員

（來源：中科匯珠）