“封闭搬运通道！”伴随热烈掌声，中国电科自主研制的40台碳化硅外延炉成功进驻客户现场，以“起步就要提速、开局就要争先”的奋斗姿态，标注下集团公司第三代半导体产业发展欣欣向荣的图景。
在新能源汽车、工业互联、5G通信、消费电子等多重需求强力拉动下，以碳化硅为代表的第三代半导体产业迅猛发展。中国电科高度重视第三代半导体产业布局，集聚全国50多家产学研用优势单位，牵头组建国家第三代半导体技术创新中心，完成从材料、装备、工艺到器件、模块、应用的体系化布局，推动第三代半导体产业创新能力整体跃升。
隆冬时节，中国电科（山西）碳化硅材料产业基地生产车间紧张忙碌，一排排3米高碳化硅单晶生长设备表面平静，里面2000℃以上的高温中，正进行着惊人的化学反应——一个个碳化硅晶锭正在快速生长。
“碳化硅单晶制备是全球性难题，而高稳定的晶体生长则是其中最核心的一环。”技术专家表示，深耕碳化硅材料和大尺寸单晶研发“赛道”，团队自研碳化硅单晶生长炉，完成高纯碳化硅粉料制备，突破4英寸、6英寸碳化硅衬底产业化关键技术，攻克N型碳化硅单晶衬底、高纯半绝缘碳化硅单晶衬底制备难题，解决“切、磨、抛”等工艺难点，实现碳化硅粉料制备、单晶生长、晶片加工等全流程自主创新。2023年，团队成功实现8英寸碳化硅单晶及衬底小批量出货，6英寸中高压碳化硅外延片月产能力大幅提升。
“相较于6英寸外延设备，自主研发的8英寸碳化硅外延设备生产出的外延片边缘损耗更小、可利用面积更大。”技术专家表示，自主研制三代半导体专用核心装备挺进“8英寸时代”一直是产业焦点。科研团队接力攀登，努力攻克关键核心技术，推动8英寸碳化硅单晶生长设备、外延设备、晶圆检测设备、离子注入设备、减薄设备实现整线集成，让单片晶圆芯片产出提高90%，单位芯片成本可降低近50%。
不断刷新材料、装备研制高度，持续拓宽器件应用广度。
“这是一个1200伏、100安的碳化硅半导体器件，电能的处理和控制，靠的就是这个。”小心翼翼用真空吸笔拾取碳化硅器件，技术专家笑着说，随着国产新能源汽车生产量迅猛攀升，碳化硅材料研制的器件、模块，快速走向应用舞台“C位”。相同规格下碳化硅MOSFET的尺寸只有硅基产品的1/10，但导通电阻是后者的百分之一，总能量损耗可以降低70%。
基于碳化硅的新一代新能源汽车平台，可使充电速度提高5-10倍，续航里程提高8%以上，损耗降低50%。中国电科持续推进新能源汽车用碳化硅MOSFET关键核心技术攻关和产业化应用，贯通碳化硅衬底、外延、芯片等全产业链量产平台，在新能源汽车、光伏、智能电网等领域规模化应用，研制的新能源汽车用650V-1200V碳化硅MOSFET出货量突破1500万只，累计保障超过200万辆新能源汽车应用需求。
虽然碳化硅器件、模块前景亮丽，但是撬动市场的，永远是创新的系统设计及规模化应用水平。“研发过程中，尤其在核心指标遇到较大困难时，我们从不放弃，坚信熬过最难关口，一定能成功！”沿着行业脉动不懈攀登，技术人员加快布局推进8英寸第三代半导体器件中试平台建设，打造稳定开放的研发创新平台及产业共性技术平台，致力于为行业提供更多源头技术供给，推动产业链向高端跃升。
潜心深耕第三代半导体“黄金赛道”，中国电科科研人员持续加强共性基础技术研究攻关，努力为国家第三代半导体技术创新与产业高质量发展作出新的更大贡献。
转自：中国电科微信公众号
