一(yī)排排3米多高的碳化矽單晶生(shēng)長設備整齊排列,設備内部超過2000℃的高溫環境中(zhōng),日夜不停地進行着驚人的化學反應——一(yī)個個碳化矽晶錠快速“生(shēng)長”。
經過10餘天的生(shēng)長,長成的碳化矽晶錠終于出爐,經過切割、研磨、抛光、清洗等多道工(gōng)序,成爲一(yī)張張小(xiǎo)薄片,它們将成爲電(diàn)動汽車(chē)、5G基站等領域的芯片襯底。
好的襯底好似砌房子的基底,應用十分(fēn)廣泛。8月30日,記者走進中(zhōng)國電(diàn)科旗下(xià)的山西爍科晶體(tǐ)有限公司生(shēng)産車(chē)間,就被眼前的生(shēng)産加工(gōng)過程深深吸引。一(yī)張張小(xiǎo)薄片,撐起公司核心科技,通過下(xià)遊企業加工(gōng)應用,走進生(shēng)産生(shēng)活。
這是一(yī)家位于山西轉型綜改示範區成立僅5年的公司,從2018年成立,到入選第四批國家級專精特新“小(xiǎo)巨人”企業,再到成爲“山西省重點産業鏈第三代半導體(tǐ)産業鏈‘鏈主’企業”,這家年輕的公司,已發展成爲國内從事第三代半導體(tǐ)材料碳化矽生(shēng)産和研發的領軍企業。
從“0”到“1”的技術突破
一(yī)片小(xiǎo)小(xiǎo)的碳化矽晶片襯底,作用有多大(dà)?
每生(shēng)産一(yī)輛電(diàn)動汽車(chē),至少要消耗半片碳化矽。山西爍科晶體(tǐ)有限公司總經理助理毛開(kāi)禮介紹,碳化矽有非常獨特的性能優勢。它具有較大(dà)的禁帶寬度,使得單個器件可以承載較高的電(diàn)壓;較大(dà)的熱導率,工(gōng)作可靠性強;較高的載流子遷移率,可滿足高頻(pín)率工(gōng)作,節省能耗。
“碳化矽是支撐5G基建、特高壓輸變電(diàn)、軌道交通、電(diàn)動汽車(chē)、新能源汽車(chē)充電(diàn)樁等領域的關鍵核心器件,也被認爲是5G通信宏基站芯片最理想的襯底,在衆多戰略行業有重要的應用價值和廣闊前景。”毛開(kāi)禮說。
深耕碳化矽材料和大(dà)尺寸單晶研發“賽道”,山西爍科晶體(tǐ)有限公司通過多年自主攻關和潛心研究,全面掌握了碳化矽生(shēng)長裝備制造、高純碳化矽粉料制備工(gōng)藝、N型碳化矽單晶襯底和高純半絕緣碳化矽單晶襯底的制備工(gōng)藝,形成了碳化矽粉料制備、單晶生(shēng)長、晶片加工(gōng)整套生(shēng)産線,并建成了碳化矽材料産業基地。
在公司的主營産品中(zhōng),4英寸高純半絕緣碳化矽襯底國内市場占有率超過50%,位于碳化矽行業第一(yī);6英寸N型碳化矽襯底正在不斷擴大(dà)産能,已成爲公司新的增長點。公司還是國内首家生(shēng)産出8英寸N型碳化矽襯底和8英寸高純半絕緣碳化矽襯底的公司。這些産品不僅填補了國内碳化矽材料領域的空白(bái),更代表了我(wǒ)國第三代半導體(tǐ)材料領域從“0”到“1”的技術突破。
一(yī)群人朝一(yī)個目标方向,持之以恒地努力。公司現已獲批爲“山西省重點産業鏈第三代半導體(tǐ)産業鏈‘鏈主’企業”、國家級專精特新“小(xiǎo)巨人”企業。同步獲得了34項專利及軟著授權,其中(zhōng)發明專利7項;2020年,公司還通過了ATF16949質量管理體(tǐ)系、ISO14001環境管理體(tǐ)系和ISO45001職業健康安全管理體(tǐ)系認證。
從“1”到“100”的産業化進程
“相比于從‘0’到‘1’技術工(gōng)藝開(kāi)發階段不斷試錯、不斷突破、樣本量少的困難,從‘1’到‘100’的規模化量産階段則是另一(yī)番景象,時常面對的不是科學問題,而是工(gōng)程問題,比如産品的良率控制等等。”毛開(kāi)禮說,“本着生(shēng)産一(yī)代、研發一(yī)代、儲備一(yī)代的原則,公司每年至少拿出15%的研發經費(fèi)用于科研投入,強化專業技術支撐能力。同時,針對碳化矽需求端的數據走向和消費(fèi)趨勢,深度研判市場趨勢,适時啓動産線擴産,爲産業規模持續增長夯基固本。國家急迫需要和長遠需求,始終是我(wǒ)們的研發方向。”
信息技術進步的速度日新月異,強大(dà)的科研團隊是公司長遠發展的保障。2023年春節剛過,山西爍科晶體(tǐ)有限公司收獲了上一(yī)年度“山西省科學技術獎—企業技術創新獎”的榮譽。該獎項主要面向爲山西省科學技術進步和經濟社會發展作出突出貢獻企業進行獎勵,也是山西省科學技術類的最高獎項。作爲十家上榜企業之一(yī),該獎項是對公司在高質量發展、創新業态、産業鏈延伸等方面成績的充分(fēn)肯定,公司上下(xià)爲之振奮。
“這一(yī)獎項,是對公司多方面工(gōng)作的肯定。”毛開(kāi)禮表示,一(yī)是全力打造原創技術策源地,公司順利突破大(dà)尺寸單晶襯底研發的技術瓶頸,成功研制出國内第一(yī)片8英寸N型碳化矽晶片,實現從“0”到“1”的原始技術創新。二是持續壯大(dà)産業規模,依托碳化矽材料産業基地,公司快速推進晶體(tǐ)生(shēng)長、加工(gōng)檢測的産業化能力,持續釋放(fàng)規模效益優勢,穩步提升全産業鏈能力,爲推進碳化矽産業叠代升級,穩固産業鏈布局創新鏈、助力地方經濟發展提供有力抓手。三是助力地方産業鏈發展,公司積極履行山西省第三代半導體(tǐ)産業鏈“鏈主”企業使命,發揮龍頭企業示範作用和資(zī)源禀賦,有力推動當地産業鏈快速建鏈成群進度和招商(shāng)引資(zī)工(gōng)作,描繪了政企聯合的新型發展藍(lán)圖。
欲緻其高,必豐其基。毛開(kāi)禮說,公司将以此爲契機,持續深化地區合作,進一(yī)步聚焦關鍵核心技術突破,加大(dà)基礎研究投入力度,實現從量的積澱邁向質的飛躍,持續提升碳化矽材料國産化替代水平和應用規模,爲實現高水平自立自強貢獻力量。
勇擔産業鏈“鏈主”使命
“這是令人難忘的一(yī)天,在2022年5月27日,全省重點産業鏈鏈長制工(gōng)作會議召開(kāi),會上爲首批20家‘鏈主’企業隆重授牌。山西爍科晶體(tǐ)有限公司作爲第三代半導體(tǐ)産業鏈‘鏈主’企業成功入選。”
這是一(yī)份榮譽,更是沉甸甸的責任。作爲國内從事第三代半導體(tǐ)材料碳化矽生(shēng)産和研發的領軍企業,這一(yī)次山西爍科晶體(tǐ)有限公司肩負起推進産業鏈補鏈延鏈強鏈的重任。
站在碳化矽材料産業基地上,這是一(yī)片正在開(kāi)發的沃土。産業基地于2019年4月開(kāi)工(gōng)建設,9月主體(tǐ)封頂,12月設備開(kāi)始搬入,2020年2月實現項目投産,前後用時僅10個月。
目前産業基地已經進入滿産狀态,形成年産25萬片N型碳化矽單晶晶片、5萬片高純半絕緣型碳化矽單晶晶片的産能。擴産項目也即将進入開(kāi)工(gōng)建設階段,爲實現碳化矽材料的規模化、産業化夯實硬件基礎。擴産項目達産後,将形成150萬片N型碳化矽單晶晶片、10萬片高純半絕緣型碳化矽單晶晶片的産能。
“很多時候公司的發展要能跟得上産業的需求和發展。”毛開(kāi)禮認爲,“當産業處于低迷狀态的時候,要做好提前布局和投入,當産業迎來真正增長的時候,就能及時跟得上,才能獲取更大(dà)的市場份額。”
近年來,公司積極發揮龍頭探路者的作用,全力推進數字化轉型,構建了标準化、透明化、高效化的綜合生(shēng)産體(tǐ)系。爲了加快産業鏈延伸,公司正在全力打造中(zhōng)國電(diàn)科(山西)碳化矽材料産業基地,積極吸引下(xià)遊客戶與上遊供應商(shāng)入駐,形成産業鏈上下(xià)遊一(yī)體(tǐ)化發展格局,達到産業集群的優勢。
瞄準“成爲國内卓越,世界一(yī)流的碳化矽材料供應商(shāng)”這一(yī)目标,山西爍科晶體(tǐ)有限公司将以國内市場爲依托,重點部署海外(wài)市場,讓自主品牌“走出去(qù)”。