碳化硅是第三代半导体产业发展重要的基础材料。碳化硅器件以其优异的耐高压、耐高频、耐高温、低损耗等性能，能够有效满足电力电子系统、微波射频系统的高效率、小型化和轻量化要求，在新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网等领域具有明显优势。
“导电型的碳化硅衬底目前应用前景比较好的是电动汽车领域。例如国际知名的电动汽车品牌就使用了碳化硅器件模块。在充电方面，由于碳化硅的耐高压特性，电动汽车可以实现800V的快充效果。”河北同光半导体股份有限公司科技项目经理马林说。
马林所在的同光股份2012年成立于保定国家高新区，在碳化硅单晶衬底材料核心技术领域技术积累深厚。企业专业从事碳化硅单晶衬底的研发、制备和销售，是河北省规模最大，也是国内率先实现第三代半导体材料碳化硅单晶衬底量产的高科技企业之一，先后承担了国家“863”计划、国家重点研发计划、国家技术改造工程等重大专项，承担河北省级研究课题10余项，形成了科学完善的科研创新体系。
同光股份与北京的中科院半导体所深度合作，引进了李树深、夏建白、郑厚植三名院士及团队，设立院士工作站、博士后科研工作站。早在2013年，企业就在李树深院士的推动下，与中科院半导体所联合搭建了碳化硅单晶材料与应用研究联合实验室。2016年，由李树深院士领衔的碳化硅单晶研发创新团队作为高层次创新团队受到河北省委省政府表彰。
“在企业十年发展历程中，李树深等几位院士从多方面给了我们巨大的支持。中科院半导体所雄厚的技术实力，对我们的成长起到了至关重要的推动作用。”马林说。
碳化硅单晶衬底材料是如何生产出来的？在同光股份，高纯碳粉、硅粉在晶体生长炉内合成，生长出直径4/6英寸、厚度25毫米左右的圆柱形碳化硅晶体，经过多线切割、双面研磨、CMP抛光等多道工序，最终制备成符合客户应用要求的碳化硅单晶衬底。
产业链下游企业，在衬底材料的基础上，经过外延生长、电路设计、器件封装等步骤，最终制备出半导体器件，并应用到实际场景中。
目前，同光股份拥有碳化硅单晶生长炉500余台，已搭建起国际先进、完整的碳化硅衬底生产线，生产能力达到每年5万片。企业产品涵盖直径4英寸、6英寸高纯半绝缘型和导电型碳化硅单晶衬底，经下游客户验证，产品质量可媲美国际先进水平。
企业还与中电科下属研究所合作，将碳化硅单晶衬底成功应用在我国5G基站建设中，打破国际壁垒，破解了“卡脖子”难题，推动国家芯片关键材料的自主可控。
导电型的碳化硅衬底的应用，可使电动车的续航能力得到大幅提升，同光股份的另一款优势产品正是应用于5G基站建设的半绝缘型碳化硅衬底。“5G网络为什么快？因为它的带宽高、频率高，但这也使原有的硅器件无法满足5G基站的需求。半绝缘型碳化硅衬底具有耐高频、耐高压的特性，能很好地满足5G基站的适应需求。”马林介绍，半绝缘型碳化硅衬底广泛运用于多个重要的前沿技术领域，因而具有非常良好的市场价值。
今年年初，同光股份与中科院半导体所确立了新的合作科研项目，为企业进一步降本增效提供保障。
来源：北京日报
