“封閉搬運(yùn)通道！”伴隨熱烈掌聲，中國電科自主研制的40臺碳化硅外延爐成功進(jìn)駐客戶現(xiàn)場，以“起步就要提速、開局就要爭先”的奮斗姿態(tài)，標(biāo)注下集團(tuán)公司第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展欣欣向榮的圖景。

在新能源汽車、工業(yè)互聯(lián)、5G通信、消費(fèi)電子等多重需求強(qiáng)力拉動(dòng)下，以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。中國電科高度重視第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)布局，集聚全國50多家產(chǎn)學(xué)研用優(yōu)勢單位，牽頭組建國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心，完成從材料、裝備、工藝到器件、模塊、應(yīng)用的體系化布局，推動(dòng)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力整體躍升。

隆冬時(shí)節(jié)，中國電科（山西）碳化硅材料產(chǎn)業(yè)基地生產(chǎn)車間緊張忙碌，一排排3米高碳化硅單晶生長設(shè)備表面平靜，里面2000℃以上的高溫中，正進(jìn)行著驚人的化學(xué)反應(yīng)——一個(gè)個(gè)碳化硅晶錠正在快速生長。

“碳化硅單晶制備是全球性難題，而高穩(wěn)定的晶體生長則是其中最核心的一環(huán)。”技術(shù)專家表示，深耕碳化硅材料和大尺寸單晶研發(fā)“賽道”，團(tuán)隊(duì)自研碳化硅單晶生長爐，完成高純碳化硅粉料制備，突破4英寸、6英寸碳化硅襯底產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)，攻克N型碳化硅單晶襯底、高純半絕緣碳化硅單晶襯底制備難題，解決“切、磨、拋”等工藝難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)碳化硅粉料制備、單晶生長、晶片加工等全流程自主創(chuàng)新。2023年，團(tuán)隊(duì)成功實(shí)現(xiàn)8英寸碳化硅單晶及襯底小批量出貨，6英寸中高壓碳化硅外延片月產(chǎn)能力大幅提升。

“相較于6英寸外延設(shè)備，自主研發(fā)的8英寸碳化硅外延設(shè)備生產(chǎn)出的外延片邊緣損耗更小、可利用面積更大。”技術(shù)專家表示，自主研制三代半導(dǎo)體專用核心裝備挺進(jìn)“8英寸時(shí)代”一直是產(chǎn)業(yè)焦點(diǎn)?？蒲袌F(tuán)隊(duì)接力攀登，努力攻克關(guān)鍵核心技術(shù)，推動(dòng)8英寸碳化硅單晶生長設(shè)備、外延設(shè)備、晶圓檢測設(shè)備、離子注入設(shè)備、減薄設(shè)備實(shí)現(xiàn)整線集成，讓單片晶圓芯片產(chǎn)出提高90%，單位芯片成本可降低近50%。

不斷刷新材料、裝備研制高度，持續(xù)拓寬器件應(yīng)用廣度。

“這是一個(gè)1200伏、100安的碳化硅半導(dǎo)體器件，電能的處理和控制，靠的就是這個(gè)。”小心翼翼用真空吸筆拾取碳化硅器件，技術(shù)專家笑著說，隨著國產(chǎn)新能源汽車生產(chǎn)量迅猛攀升，碳化硅材料研制的器件、模塊，快速走向應(yīng)用舞臺“C位”。相同規(guī)格下碳化硅MOSFET的尺寸只有硅基產(chǎn)品的1/10，但導(dǎo)通電阻是后者的百分之一，總能量損耗可以降低70%。

基于碳化硅的新一代新能源汽車平臺，可使充電速度提高5-10倍，續(xù)航里程提高8%以上，損耗降低50%。中國電科持續(xù)推進(jìn)新能源汽車用碳化硅MOSFET關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，貫通碳化硅襯底、外延、芯片等全產(chǎn)業(yè)鏈量產(chǎn)平臺，在新能源汽車、光伏、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用，研制的新能源汽車用650V-1200V碳化硅MOSFET出貨量突破1500萬只，累計(jì)保障超過200萬輛新能源汽車應(yīng)用需求。

雖然碳化硅器件、模塊前景亮麗，但是撬動(dòng)市場的，永遠(yuǎn)是創(chuàng)新的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及規(guī)?；瘧?yīng)用水平。“研發(fā)過程中，尤其在核心指標(biāo)遇到較大困難時(shí)，我們從不放棄，堅(jiān)信熬過最難關(guān)口，一定能成功！”沿著行業(yè)脈動(dòng)不懈攀登，技術(shù)人員加快布局推進(jìn)8英寸第三代半導(dǎo)體器件中試平臺建設(shè)，打造穩(wěn)定開放的研發(fā)創(chuàng)新平臺及產(chǎn)業(yè)共性技術(shù)平臺，致力于為行業(yè)提供更多源頭技術(shù)供給，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈向高端躍升。

潛心深耕第三代半導(dǎo)體“黃金賽道”，中國電科科研人員持續(xù)加強(qiáng)共性基礎(chǔ)技術(shù)研究攻關(guān)，努力為國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展作出新的更大貢獻(xiàn)。

轉(zhuǎn)自：中國電科微信公眾號