聚能 突破 創(chuàng)勢(shì)

張巖+趙然+趙子強(qiáng)

5月19日，隨著中國(guó)鋼研科技集團(tuán)有限公司黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)才讓，孟建民院士等各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、專家手中的金沙飛揚(yáng)，標(biāo)志著中科鋼研節(jié)能科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱中科鋼研）碳化硅產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目在京正式啟動(dòng)，昭示著我國(guó)高品質(zhì)、大規(guī)格碳化硅晶體生長(zhǎng)技術(shù)的研發(fā)取得了突破性進(jìn)展，使國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)達(dá)到了國(guó)際一流水平。伴隨其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的推進(jìn)，我國(guó)將有望擺脫碳化硅半導(dǎo)體襯底片依賴進(jìn)口的尷尬局面，突破大尺寸碳化硅制備技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化壁壘，在產(chǎn)品國(guó)產(chǎn)化和成本大幅降低的基礎(chǔ)上，使其產(chǎn)品能在軍工、通信、高鐵、新能源汽車、第三代半導(dǎo)體元器件等方面得到廣泛應(yīng)用。

中科鋼研總經(jīng)理張巖同時(shí)宣布正式啟動(dòng)組建第三代半導(dǎo)體制備關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，逐步面向行業(yè)提供技術(shù)研發(fā)與質(zhì)量檢測(cè)服務(wù)。這將為整合國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體材料行業(yè)的優(yōu)勢(shì)資源，解決制約行業(yè)發(fā)展的共性難題，推動(dòng)碳化硅上下游技術(shù)的不斷發(fā)展，為行業(yè)良性發(fā)展、突破國(guó)外壟斷、科研成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的持續(xù)轉(zhuǎn)化提供有力保障。

革新體制 整合資源

中科鋼研是央企控股混合所有制企業(yè)，于2016年6月由國(guó)資委正式批復(fù)成立，公司在保持央企控股的基礎(chǔ)上引入了戰(zhàn)略投資者，實(shí)現(xiàn)了骨干員工持股。公司秉承創(chuàng)新發(fā)展是第一生產(chǎn)力的理念，始終以科技創(chuàng)新、技術(shù)進(jìn)步為公司發(fā)展導(dǎo)向，先后開(kāi)發(fā)了“3D打印激光融覆技術(shù)與裝備”“輪胎循環(huán)再生利用技術(shù)與裝備”“新型金剛石復(fù)合材料技術(shù)與裝備”“高品質(zhì)、大規(guī)格藍(lán)寶石晶體制備技術(shù)與裝備”等多項(xiàng)達(dá)到國(guó)際一流、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的技術(shù)成果，填補(bǔ)了多項(xiàng)國(guó)內(nèi)技術(shù)與裝備空白。

作為以技術(shù)研發(fā)與集成創(chuàng)新為核心競(jìng)爭(zhēng)力的科技創(chuàng)新型央企，依托自身的技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢(shì)，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策支持與發(fā)展戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的大環(huán)境下，及企業(yè)原有在新材料領(lǐng)域的影響力及技術(shù)和裝備研發(fā)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，廣泛開(kāi)展國(guó)際合作，引進(jìn)外籍專家，依托自身科研團(tuán)隊(duì)，與國(guó)宏華業(yè)投資有限公司、上海大革智能科技有限公司等6家企業(yè)共同組建了“中科鋼研碳化硅晶體生長(zhǎng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”（以下簡(jiǎn)稱實(shí)驗(yàn)室），從技術(shù)和資金上全力推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

研用結(jié)合 打破壟斷

碳化硅作為最成熟的第三代半導(dǎo)體新材料，因其在高溫、高壓、高頻條件下的優(yōu)異性能，已廣泛應(yīng)用于軍用相控陣?yán)走_(dá)與通信廣播系統(tǒng)、軍用武器電力系統(tǒng)、航空航天領(lǐng)域，并在新能源汽車、高速鐵路、電力傳輸系統(tǒng)工業(yè)電力驅(qū)動(dòng)等民用應(yīng)用領(lǐng)域嶄露頭角。碳化硅材料制備行業(yè)是典型的技術(shù)密集型和資金密集型產(chǎn)業(yè)，高良品率、高穩(wěn)定性的長(zhǎng)晶工藝技術(shù)是其核心。目前，國(guó)際上先進(jìn)的碳化硅長(zhǎng)晶工藝及裝備掌握在美德日俄等少數(shù)西方發(fā)達(dá)國(guó)家手中，全球僅極少數(shù)企業(yè)能夠商業(yè)化量產(chǎn)。美國(guó)科銳公司（Cree）是碳化硅半導(dǎo)體行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，已率先實(shí)現(xiàn)了6英寸碳化硅單晶襯底片的商業(yè)化量產(chǎn)，而目前國(guó)內(nèi)在4英寸碳化硅單晶片品質(zhì)和成本率上與國(guó)際先進(jìn)水平存在較大差距，已成為中國(guó)第三代半導(dǎo)體材料應(yīng)用發(fā)展的瓶頸。

中科鋼研通過(guò)數(shù)值模擬、設(shè)備集成等工作，在裝備和工藝上取得了突破，目前研發(fā)的4英寸升華法碳化硅長(zhǎng)晶爐運(yùn)行穩(wěn)定，裝備自動(dòng)化程度高，通過(guò)核心工藝技術(shù)及裝備的研發(fā)升級(jí)，取得了晶體良品率和節(jié)能降耗等關(guān)鍵指標(biāo)的突破性進(jìn)展，目前已獲得專利五項(xiàng)，正在申報(bào)專利兩項(xiàng)。

在裝備集成方面，中科鋼研集成的長(zhǎng)晶爐控溫精度小于1℃、工作時(shí)真空度在10-5以下，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制、在線監(jiān)測(cè)、無(wú)人值守、自動(dòng)糾錯(cuò)與報(bào)警等功能，保證設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定運(yùn)行，尤其4英寸高溫化學(xué)氣相沉積法長(zhǎng)晶爐更是填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，為高純半絕緣碳化硅晶體的制備打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在工藝開(kāi)發(fā)方面，目前4英寸導(dǎo)電型碳化硅晶體制備工藝已基本成熟，所生產(chǎn)的碳化硅晶體厚度超過(guò)25mm，內(nèi)部平均微管密度小于5個(gè)/cm2，無(wú)晶型變化等明顯缺陷。在4英寸高純半絕緣碳化硅晶體制備工藝方面，已形成穩(wěn)定的生產(chǎn)，長(zhǎng)晶速度可達(dá)到0.4mm/h，晶體電阻率基本控制在106以上，且均勻性良好。實(shí)驗(yàn)室還聯(lián)合知名高校、研究院所，在高純碳化硅粉末制備、碳化硅襯底應(yīng)用等方面展開(kāi)合作，力爭(zhēng)形成完整的產(chǎn)學(xué)研應(yīng)用體系。

立足平臺(tái) 服務(wù)行業(yè)

依靠對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)行業(yè)的廣泛調(diào)研以及在02專項(xiàng)、藍(lán)寶石等人工晶體領(lǐng)域的研發(fā)積累，中科鋼研選擇了高品質(zhì)、大規(guī)格碳化硅單晶生長(zhǎng)技術(shù)和襯底片制備技術(shù)作為創(chuàng)新型技術(shù)的一個(gè)突破點(diǎn)、增量業(yè)務(wù)的一個(gè)切入點(diǎn)，這也響應(yīng)了《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-2020年）》《中國(guó)制造2025》等對(duì)于重點(diǎn)促進(jìn)大尺寸碳化硅單晶襯底作為“新一代信息功能材料及器件”“關(guān)鍵戰(zhàn)略材料”“先進(jìn)半導(dǎo)體材料”的發(fā)展要求。

中科鋼研已投入超過(guò)6000萬(wàn)元人民幣在實(shí)驗(yàn)室的工藝開(kāi)發(fā)、裝備集成、性能分析、質(zhì)量檢測(cè)、產(chǎn)業(yè)化能力評(píng)價(jià)等方面提供基本的軟硬件支撐。北京市發(fā)展和改革委員會(huì)依據(jù)中科鋼研的技術(shù)能力和軟硬件保障條件，于2017年2月23日認(rèn)定該實(shí)驗(yàn)室為北京市工程實(shí)驗(yàn)室。作為首個(gè)北京市政府支持并投資建設(shè)的第三代半導(dǎo)體材料企業(yè)研發(fā)中心，中科鋼研著眼于構(gòu)建關(guān)鍵共性技術(shù)創(chuàng)新和共享平臺(tái)，包括完善的晶體生長(zhǎng)技術(shù)研發(fā)和綜合性檢測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、晶體生長(zhǎng)裝備研發(fā)平臺(tái)、信息服務(wù)與資源共享平臺(tái)等建設(shè)，整合北京市及行業(yè)內(nèi)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)資源，引領(lǐng)業(yè)內(nèi)上下游企業(yè)共同發(fā)展，為加快科研成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化進(jìn)程提供全面保障，充分體現(xiàn)在自身技術(shù)和體制優(yōu)勢(shì)下高度的社會(huì)責(zé)任感。

蓄勢(shì)而上 共謀發(fā)展

未來(lái)三年，中科鋼研將突破6英寸高品質(zhì)、低成本導(dǎo)電型碳化硅晶體升華法長(zhǎng)晶工藝及裝備，4英寸無(wú)摻雜高純半絕緣碳化硅晶體高溫化學(xué)氣相沉積法長(zhǎng)晶工藝及裝備，并達(dá)到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用水平，將聯(lián)合國(guó)宏華業(yè)投資有限公司等4至5家已取得共識(shí)的合作單位通過(guò)全國(guó)布局投資60億元人民幣，打造國(guó)內(nèi)最大的碳化硅晶體襯底片生產(chǎn)基地，為我國(guó)航天航空、軍工裝備、高速軌道交通、新能源汽車、新型大功率電源、智能電網(wǎng)等高端新型應(yīng)用領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展提供強(qiáng)有力的產(chǎn)品支持。

在中國(guó)第三代半導(dǎo)體材料制備領(lǐng)域，中科鋼研的一線工程師們枕戈待旦，正背負(fù)著國(guó)家賦予的歷史使命，用開(kāi)拓式的攻關(guān)精神，詮釋著自己科技強(qiáng)國(guó)科技強(qiáng)軍的夢(mèng)想和一路走來(lái)的足跡。

責(zé)編/馬銘陽(yáng)endprint