一排排3米多高的碳化硅單晶生長(zhǎng)設(shè)備整齊排列，設(shè)備內(nèi)(nèi)部超過(guò)2000℃的高溫環(huán)(huán)境中，日夜不停地進(jìn)行著驚人的化學(xué)反應(yīng)——一個(gè)個(gè)碳化硅晶錠快速“生長(zhǎng)”。
經(jīng)(jīng)過(guò)10余天的生長(zhǎng)，長(zhǎng)成的碳化硅晶錠終于出爐，經(jīng)(jīng)過(guò)切割、研磨、拋光、清洗等多道工序，成為一張張小薄片，它們將成為電動(dòng)汽車、5G基站等領(lǐng)域的芯片襯底。
好的襯底好似砌房子的基底，應(yīng)用十分廣泛。8月30日，記者走進(jìn)中國(guó)電科旗下的山西爍科晶體有限公司生產(chǎn)(chǎn)車間，就被眼前的生產(chǎn)(chǎn)加工過(guò)程深深吸引。一張張小薄片，撐起公司核心科技，通過(guò)下游企業(yè)(yè)加工應(yīng)用，走進(jìn)生產(chǎn)(chǎn)生活。
這是一家位于山西轉(zhuǎn)型綜改示范區(qū)(qū)成立僅5年的公司，從2018年成立，到入選第四批國(guó)家級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)(yè)，再到成為“山西省重點(diǎn)產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈第三代半導(dǎo)體產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈‘鏈主’企業(yè)(yè)”，這家年輕的公司，已發(fā)(fā)展成為國(guó)內(nèi)(nèi)從事第三代半導(dǎo)體材料碳化硅生產(chǎn)(chǎn)和研發(fā)(fā)的領(lǐng)軍企業(yè)(yè)。
從“0”到“1”的技術(shù)突破
一片小小的碳化硅晶片襯底，作用有多大？
每生產(chǎn)(chǎn)一輛電動(dòng)汽車，至少要消耗半片碳化硅。山西爍科晶體有限公司總經(jīng)(jīng)理助理毛開(kāi)禮介紹，碳化硅有非常獨(dú)特的性能優(yōu)(yōu)勢(shì)。它具有較大的禁帶寬度，使得單個(gè)器件可以承載較高的電壓；較大的熱導(dǎo)率，工作可靠性強(qiáng)；較高的載流子遷移率，可滿足高頻率工作，節(jié)(jié)省能耗。
“碳化硅是支撐5G基建、特高壓輸變電、軌道交通、電動(dòng)汽車、新能源汽車充電樁等領(lǐng)域的關(guān)鍵核心器件，也被認(rèn)為是5G通信宏基站芯片最理想的襯底，在眾多戰(zhàn)(zhàn)略行業(yè)(yè)有重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊前景?！泵_(kāi)禮說(shuō)。
深耕碳化硅材料和大尺寸單晶研發(fā)(fā)“賽道”，山西爍科晶體有限公司通過(guò)多年自主攻關(guān)和潛心研究，全面掌握了碳化硅生長(zhǎng)裝備制造、高純碳化硅粉料制備工藝、N型碳化硅單晶襯底和高純半絕緣碳化硅單晶襯底的制備工藝，形成了碳化硅粉料制備、單晶生長(zhǎng)、晶片加工整套生產(chǎn)(chǎn)線，并建成了碳化硅材料產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)基地。
在公司的主營(yíng)產(chǎn)(chǎn)品中，4英寸高純半絕緣碳化硅襯底國(guó)內(nèi)(nèi)市場(chǎng)占有率超過(guò)50%，位于碳化硅行業(yè)(yè)第一；6英寸N型碳化硅襯底正在不斷擴(kuò)大產(chǎn)(chǎn)能，已成為公司新的增長(zhǎng)點(diǎn)。公司還是國(guó)內(nèi)(nèi)首家生產(chǎn)(chǎn)出8英寸N型碳化硅襯底和8英寸高純半絕緣碳化硅襯底的公司。這些產(chǎn)(chǎn)品不僅填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)(nèi)碳化硅材料領(lǐng)域的空白，更代表了我國(guó)第三代半導(dǎo)體材料領(lǐng)域從“0”到“1”的技術(shù)突破。
一群人朝一個(gè)目標(biāo)方向，持之以恒地努力。公司現(xiàn)(xiàn)已獲批為“山西省重點(diǎn)產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈第三代半導(dǎo)體產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈‘鏈主’企業(yè)(yè)”、國(guó)家級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)(yè)。同步獲得了34項(xiàng)專利及軟著授權(quán)，其中發(fā)(fā)明專利7項(xiàng)；2020年，公司還通過(guò)了ATF16949質(zhì)量管理體系、ISO14001環(huán)(huán)境管理體系和ISO45001職業(yè)(yè)健康安全管理體系認(rèn)證。
從“1”到“100”的產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)化進(jìn)程
“相比于從‘0’到‘1’技術(shù)工藝開(kāi)發(fā)(fā)階段不斷試錯(cuò)、不斷突破、樣本量少的困難，從‘1’到‘100’的規(guī)(guī)?；慨a(chǎn)(chǎn)階段則是另一番景象，時(shí)常面對(duì)的不是科學(xué)問(wèn)題，而是工程問(wèn)題，比如產(chǎn)(chǎn)品的良率控制等等。”毛開(kāi)禮說(shuō)，“本著生產(chǎn)(chǎn)一代、研發(fā)(fā)一代、儲(chǔ)備一代的原則，公司每年至少拿出15%的研發(fā)(fā)經(jīng)(jīng)費(fèi)用于科研投入，強(qiáng)化專業(yè)(yè)技術(shù)支撐能力。同時(shí)，針對(duì)碳化硅需求端的數(shù)(shù)據(jù)(jù)走向和消費(fèi)趨勢(shì)，深度研判市場(chǎng)趨勢(shì)，適時(shí)啟動(dòng)產(chǎn)(chǎn)線擴(kuò)產(chǎn)(chǎn)，為產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)規(guī)(guī)模持續(xù)(xù)增長(zhǎng)夯基固本。國(guó)家急迫需要和長(zhǎng)遠(yuǎn)需求，始終是我們的研發(fā)(fā)方向?！?/span>
信息技術(shù)進(jìn)步的速度日新月異，強(qiáng)大的科研團(tuán)隊(duì)是公司長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)(fā)展的保障。2023年春節(jié)(jié)剛過(guò)，山西爍科晶體有限公司收獲了上一年度“山西省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)—企業(yè)(yè)技術(shù)創(chuàng)(chuàng)新獎(jiǎng)”的榮譽(yù)。該獎(jiǎng)項(xiàng)主要面向?yàn)樯轿魇】茖W(xué)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)(fā)展作出突出貢獻(xiàn)企業(yè)(yè)進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)，也是山西省科學(xué)技術(shù)類的最高獎(jiǎng)項(xiàng)。作為十家上榜企業(yè)(yè)之一，該獎(jiǎng)項(xiàng)是對(duì)公司在高質(zhì)量發(fā)(fā)展、創(chuàng)(chuàng)新業(yè)(yè)態(tài)(tài)、產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈延伸等方面成績(jī)的充分肯定，公司上下為之振奮。
“這一獎(jiǎng)項(xiàng)，是對(duì)公司多方面工作的肯定。”毛開(kāi)禮表示，一是全力打造原創(chuàng)(chuàng)技術(shù)策源地，公司順利突破大尺寸單晶襯底研發(fā)(fā)的技術(shù)瓶頸，成功研制出國(guó)內(nèi)(nèi)第一片8英寸N型碳化硅晶片，實(shí)現(xiàn)(xiàn)從“0”到“1”的原始技術(shù)創(chuàng)(chuàng)新。二是持續(xù)(xù)壯大產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)規(guī)(guī)模，依托碳化硅材料產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)基地，公司快速推進(jìn)晶體生長(zhǎng)、加工檢測(cè)的產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)化能力，持續(xù)(xù)釋放規(guī)(guī)模效益優(yōu)(yōu)勢(shì)，穩(wěn)(wěn)步提升全產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈能力，為推進(jìn)碳化硅產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)迭代升級(jí)，穩(wěn)(wěn)固產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈布局創(chuàng)(chuàng)新鏈、助力地方經(jīng)(jīng)濟(jì)發(fā)(fā)展提供有力抓手。三是助力地方產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈發(fā)(fā)展，公司積極履行山西省第三代半導(dǎo)體產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈“鏈主”企業(yè)(yè)使命，發(fā)(fā)揮龍頭企業(yè)(yè)示范作用和資源稟賦，有力推動(dòng)當(dāng)?shù)禺a(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈快速建鏈成群進(jìn)度和招商引資工作，描繪了政企聯(lián)(lián)合的新型發(fā)(fā)展藍(lán)圖。
欲致其高，必豐其基。毛開(kāi)禮說(shuō)，公司將以此為契機(jī)，持續(xù)(xù)深化地區(qū)(qū)合作，進(jìn)一步聚焦關(guān)鍵核心技術(shù)突破，加大基礎(chǔ)研究投入力度，實(shí)現(xiàn)(xiàn)從量的積淀邁向質(zhì)的飛躍，持續(xù)(xù)提升碳化硅材料國(guó)產(chǎn)(chǎn)化替代水平和應(yīng)用規(guī)(guī)模，為實(shí)現(xiàn)(xiàn)高水平自立自強(qiáng)貢獻(xiàn)力量。
勇?lián)a(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈“鏈主”使命
“這是令人難忘的一天，在2022年5月27日，全省重點(diǎn)產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈鏈長(zhǎng)制工作會(huì)議召開(kāi)，會(huì)上為首批20家‘鏈主’企業(yè)(yè)隆重授牌。山西爍科晶體有限公司作為第三代半導(dǎo)體產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈‘鏈主’企業(yè)(yè)成功入選?！?/span>
這是一份榮譽(yù)，更是沉甸甸的責(zé)任。作為國(guó)內(nèi)(nèi)從事第三代半導(dǎo)體材料碳化硅生產(chǎn)(chǎn)和研發(fā)(fā)的領(lǐng)軍企業(yè)(yè)，這一次山西爍科晶體有限公司肩負(fù)起推進(jìn)產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈補(bǔ)鏈延鏈強(qiáng)鏈的重任。
站在碳化硅材料產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)基地上，這是一片正在開(kāi)發(fā)(fā)的沃土。產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)基地于2019年4月開(kāi)工建設(shè)，9月主體封頂，12月設(shè)備開(kāi)始搬入，2020年2月實(shí)現(xiàn)(xiàn)項(xiàng)目投產(chǎn)(chǎn)，前后用時(shí)僅10個(gè)月。
目前產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)基地已經(jīng)(jīng)進(jìn)入滿產(chǎn)(chǎn)狀態(tài)(tài)，形成年產(chǎn)(chǎn)25萬(wàn)片N型碳化硅單晶晶片、5萬(wàn)片高純半絕緣型碳化硅單晶晶片的產(chǎn)(chǎn)能。擴(kuò)產(chǎn)(chǎn)項(xiàng)目也即將進(jìn)入開(kāi)工建設(shè)階段，為實(shí)現(xiàn)(xiàn)碳化硅材料的規(guī)(guī)?；?、產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)化夯實(shí)硬件基礎(chǔ)。擴(kuò)產(chǎn)(chǎn)項(xiàng)目達(dá)產(chǎn)(chǎn)后，將形成150萬(wàn)片N型碳化硅單晶晶片、10萬(wàn)片高純半絕緣型碳化硅單晶晶片的產(chǎn)(chǎn)能。
“很多時(shí)候公司的發(fā)(fā)展要能跟得上產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)的需求和發(fā)(fā)展?！泵_(kāi)禮認(rèn)為，“當(dāng)產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)處于低迷狀態(tài)(tài)的時(shí)候，要做好提前布局和投入，當(dāng)產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)迎來(lái)真正增長(zhǎng)的時(shí)候，就能及時(shí)跟得上，才能獲取更大的市場(chǎng)份額?！?/span>
近年來(lái)，公司積極發(fā)(fā)揮龍頭探路者的作用，全力推進(jìn)數(shù)(shù)字化轉(zhuǎn)型，構(gòu)建了標(biāo)準(zhǔn)化、透明化、高效化的綜合生產(chǎn)(chǎn)體系。為了加快產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈延伸，公司正在全力打造中國(guó)電科（山西）碳化硅材料產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)基地，積極吸引下游客戶與上游供應(yīng)商入駐，形成產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)鏈上下游一體化發(fā)(fā)展格局，達(dá)到產(chǎn)(chǎn)業(yè)(yè)集群的優(yōu)(yōu)勢(shì)。
瞄準(zhǔn)“成為國(guó)內(nèi)(nèi)卓越，世界一流的碳化硅材料供應(yīng)商”這一目標(biāo)，山西爍科晶體有限公司將以國(guó)內(nèi)(nèi)市場(chǎng)為依托，重點(diǎn)部署海外市場(chǎng)，讓自主品牌“走出去”。
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