碳化硅单晶衬底到底是什么产品，能具有如此强大的市场吸引力？这要从第三代半导体材料说起。
上世纪60年代，以硅和锗等元素为代表的第一代半导体材料，奠定了微电子产业基础；进入90年代后，随着信息高速公路和互联网兴起，以砷化镓、磷化铟为代表的第二代半导体材料被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和GPS导航等领域。
“与前两代半导体材料相比，第三代半导体材料又被称为宽禁带半导体材料，是战略性新兴产业的重要支撑。”同光晶体有限公司总工程师杨昆告诉记者，碳化硅和氮化镓是第三代半导体材料中的典型代表，具有高功效、高电压、高频率、高工作温度、高光效的特性，目前已经在5G、新能源、航空航天、大数据等领域应用。
碳化硅单晶位于第三代半导体材料产业链最前端，是高端芯片产业发展的基础和关键。2011年，经营着一家电力电子器件产品公司的郑清超，接触到碳化硅这一新兴材料，凭借专业的技术积累和敏锐的市场前景认知，他果断地进军碳化硅行业。当时，第三代半导体材料在我国的研发刚起步，在民用领域尚属空白。
“不能总跟在人家后面跑，与其让外国人在技术上‘卡脖子’，不如自己干。”在郑清超看来，在第三代半导体材料上“弯道超车”，是打破前两代半导体核心技术被国外厂商垄断的机遇。
确定目标后，郑清超在2012年成立了同光晶体公司，从零起步，投入巨资组建研发团队，自主研发攻关搭建生产系统。碳化硅单晶属于典型的技术密集型产业，为此，同光晶体在成立之初就注重聚智发展，产学研深度融合，与中科院半导体所密切合作，引进李树深、夏建白、郑厚植院士及团队，先后联合搭建“院士工作站”“博士后工作站”“SiC单晶材料与应用研究联合实验室”“第三代半导体材料联合研发中心”“第三代半导体材料检测平台”等系列创新平台，为企业自主驾驭碳化硅关键技术奠定重要创新驱动力量。
“在研发初期，由于技术团队对单晶生产工艺系统理解不深刻，再加上气路、水路等配套环境不匹配，试制的晶体在位错、应力、微管、空洞等多个指标上都不合格，每个指标的改进都异常艰难，要做上万次试验才能成功。”杨昆介绍说，随着高纯碳化硅原料合成、晶型和结晶质量控制、籽晶特殊处理等一个个关键技术难题被攻克，同光晶体形成了具备自主知识产权的完整技术路线。
几年来，同光晶体先后承担国家863计划、国家重点研发计划、国家技术改造工程等重大国家专项，承担省级研究课题10余项，拥有专利70余项，其中发明专利17项。
“慢工出细活儿，企业创立后的前几年，我们一直在亏钱搞研发。”同光晶体副总经理王巍说，到2019年底，企业先后投入研发资金已近2亿元，而当年销售收入仅1000多万元。经济上的困境并未改变同光晶体“以技术创新为本”的发展理念，“材料领域是个厚积薄发的行业，耐得住性子才能有更好的发展。”
