感應長晶爐開爐中

在2000多攝氏度的長晶爐生長室內，一塊6英寸碳化硅晶體即將長成，它是新能源汽車動力系統極好的功率芯片材料，也是5G通訊、軌道交通、智能電網等領域炙手可熱的關鍵材料……

近日，記者在哈爾濱科友半導體產業裝備與技術研究院有限公司（以下簡稱“科友半導體”）獲悉，在我省重大科技成果轉化項目等的支持下，開發的高性能碳化硅長晶裝備和高質量襯底產品實現規?；a，形成了系列自主知識產權，獲得授權專利達133項，并實現規模銷售。

價值高于“鉆石”

走進位于哈爾濱松北（深圳龍崗）科技創新產業園12棟的科友半導體，在一間碳化硅長晶車間內，數十臺長晶爐正按照設定好的程序有條不紊地工作。“通過爐外的感應線圈對爐內坩堝進行感應加熱，爐內的溫度、氣壓等工藝參數均實現了自動化高精密控制，5～7天的長晶全過程不需要任何人工操作。”科友半導體技術總監張勝濤告訴記者，這是公司自主研制的感應加熱式碳化硅生長裝備，實現了原料燒結、石墨結構蒸鍍涂層、籽晶保護、晶體退火、低應力晶體制備等一系列工藝技術開發。

在科友半導體的展廳內，記者看到了企業依托自主研發設備生長的6英寸和8英寸碳化硅晶體。6英寸晶體的厚度達到40毫米，8英寸晶體的厚度超過10毫米，用手摸上去，好似玻璃。而它們的價值，卻是玻璃望塵莫及的。

展廳內，琳瑯滿目的“鉆石”飾品格外搶眼，通過放大鏡觀看，璀璨奪目。張勝濤介紹，這是莫桑鉆，是由半絕緣型碳化硅晶體加工而來的。而這，并不是科友半導體的目標。另一側展示的由碳化硅晶體加工而成的0.35毫米厚的6英寸和0.5毫米厚的8英寸圓形碳化硅襯底，才是這里的主角。“與莫桑鉆相比，生產碳化硅襯底的技術難度更高，附加值也更高。”張勝濤說。

攻克核心技術難題

碳化硅是電力電子器件的主要襯底材料，是新能源汽車、光伏逆變器、5G通信等戰略性新興產業的基石，可降低能量損耗達50%以上。張勝濤介紹，在碳化硅產業鏈中，襯底制造技術壁壘高、價值量大，是未來碳化硅半導體大規模產業化推進的核心環節之一。而國外對碳化硅高端設備及產品進行技術封鎖，碳化硅襯底的產能缺口巨大。

為推動我國第三代半導體裝備及材料產業鏈自主可控，哈爾濱工業大學教授趙麗麗于2018年帶領技術團隊成立科友半導體，依托國家及省市科技項目，持之以恒開展碳化硅高端裝備設計及晶體材料研究。

“整個過程非常復雜和具有挑戰性，只要有一點點瑕疵就會前功盡棄。”趙麗麗介紹，“我們依靠自主研發，最終打破了技術壁壘，實現了核心關鍵技術自主可控。”

在省重大科技成果轉化項目“碳化硅襯底產業化關鍵技術研究”等的支持下，科友半導體解決了大尺寸碳化硅單晶制備易開裂、缺陷密度高、生長速率慢等技術難題，突破了碳化硅襯底產業化系列關鍵技術，完成了6英寸設備研制、生產線搭建、單晶襯底材料制備等，并在此基礎上進一步實現了8英寸碳化硅單晶襯底制備。今年2月，以中國科學院院士郝躍為主任委員的技術成果鑒定委員會鑒定，認為企業“‘8英寸碳化硅材料生長裝備及工藝’突破了產業化生長設備及工藝等關鍵技術，研發難度大，成果創新性強，具有自主知識產權，關鍵技術指標達到國內領先、國際先進水平。”

打造材料制備全產業鏈

專注研發“硬核”技術是科友半導體成功的關鍵。張勝濤說，“硬核”技術是企業的核心價值，目前科友半導體已累計投入研發經費近2000萬元，獲得授權專利達133項。自主研發的第三代半導體碳化硅產品不僅具有晶體生長周期短、良率高等優勢，而且將襯底成本降低了一半以上。

科友半導體建設的省重點項目第三代半導體產學研聚集區一期工程已投入生產，碳化硅長晶爐、籽晶、襯底等產品受到市場廣泛關注，客戶紛至沓來。

“我們將借此機會，快速推進產業化進程，在黑龍江形成更加完善的碳化硅產業生態，努力實現碳化硅材料從提純——裝備制造——晶體生長——襯底加工——外延晶圓的全產業鏈閉合，加快占據國內以及國際市場份額。”趙麗麗說，第三代半導體產學研聚集區二期工程將于近期開工建設，建成后將實現年產導電型碳化硅襯底15萬片，科友的發展目標是成為全球第三代半導體關鍵材料供應商。

來源：黑龍江日報