從0到1再到100的跨越

2021-03-28 11:12:52 來源:山西日報   瀏覽次數(shù):

  2013年大學畢業(yè)進入碳化硅研發(fā)團隊工作,現(xiàn)擔任山西爍科晶體有限公司粉料部經理的馬康夫,近十年的職場打拼都是在圍著“碳化硅”轉。成長的喜悅和煩惱都是為了一片片薄薄的碳化硅晶片。

  2020年9月,山西爍科晶體有限公司整體由市區(qū)遷至位于山西綜改示范區(qū)的中國電科(山西)碳化硅材料產業(yè)基地。3月12日,記者在基地辦公大樓一層大廳看到,碳化硅粉料、碳化硅單晶錠、碳化硅晶片等展品一字排開,閃爍著特有的光澤。這一件件凝結著科研、生產人員智慧和心血的展品,印證了爍科人矢志不渝,突破碳化硅材料“卡脖子”技術的艱辛之路。

  從研制碳化硅單晶生長爐起步,歷經11年艱苦探索,攻克生產碳化硅晶片的兩大關鍵技術——

  實現(xiàn)從0到1的跨越

  據(jù)介紹,碳化硅是全球最先進的第三代半導體材料,和第一代的硅、第二代的砷化鎵材料相比,具有耐高壓、高頻、大功率等優(yōu)良的物理特性。一片狀如光盤、厚度僅500微米的高純半絕緣碳化硅晶片市場售價近萬元,是新一代雷達、衛(wèi)星通信、5G基站等重要領域的核心材料。導電型的碳化硅晶片也可用在高壓輸變電、軌道交通、電動汽車等領域。

  長期以來,我國碳化硅從粉料到晶片依賴進口,渠道不穩(wěn)定,質量不可控,且價格昂貴。爍科公司碳化硅研發(fā)團隊從研制碳化硅單晶生長爐起步,到攻克生產碳化硅晶片的兩大關鍵技術——晶體生長和晶片加工,歷經11年的艱苦探索,成功實現(xiàn)從0到1的跨越。

  “‘核心技術是國之重器。市場換不來核心技術,有錢也買不來核心技術,必須靠自己研發(fā)、自己發(fā)展?!暯娇倳浀闹匾甘?,我們時刻牢記在心?!痹摴究偨浝砝畋蠡貞浾f,十余年來,碳化硅研發(fā)團隊兩代科研人員潛心鉆研碳化硅單晶生長爐的研制,掌握了晶片加工的制備工藝,在國內率先完成4英寸高純半絕緣碳化硅單晶襯底材料的工程化和6英寸N型以及高純半絕緣碳化硅單晶襯底的研發(fā),一舉突破國外對我國碳化硅晶體生長技術的長期封鎖。

  走進基地單晶生長車間,記者透過玻璃幕墻看到,靜靜的車間里,數(shù)百臺生長設備整齊排列,溫度高達2000攝氏度以上的生長爐內每分每秒都在發(fā)生著變化。

  然而,在生長的過程中,晶體中如果出現(xiàn)僅有頭發(fā)絲幾十分之一細的管狀孔洞也可能影響整個晶體的生長質量,且由于爐內溫度過高,無法人工干預。把生長好的晶錠用金剛石線切成一片一片的圓片,再進行研磨、拋光,對環(huán)境、工藝的要求十分苛刻。馬康夫介紹說:“我們用了十多年時間突破了這兩大關鍵技術,整個團隊中既有擅長設備的,又有研究材料、工藝的。遇到難題,大家從各自領域查找問題,集中力量展開攻關,不理出個頭緒來,連飯也顧不上吃?!?/p>

  為了實現(xiàn)從0到1的跨越,碳化硅研發(fā)團隊引進了1名外國專家、從培養(yǎng)了多名國內碳化硅領域領軍人才的山東大學引進了魏汝省博士等數(shù)名專業(yè)人才。集團撥付了專項人才引進資金,支持碳化硅產業(yè)做強做優(yōu)。

  從開工到投產用時僅10個月,目前碳化硅半導體材料國內市場占有率超過50%——

  闊步從1邁向100

  如何實現(xiàn)從1到100的跨越?以土地置換的方式,整體退城入園!

  2018年,山西省政府與中電科集團達成戰(zhàn)略合作關系,展開全方位合作。通過吸引上游企業(yè),形成產業(yè)聚集效應,完善三代半導體產業(yè)生態(tài)鏈,建成國內最大的碳化硅材料供應基地。這是央地合作的重大戰(zhàn)略布局,將徹底破解國外對我國碳化硅封鎖的局面,實現(xiàn)完全自主可供。

  中國電科(山西)碳化硅材料產業(yè)基地占地150畝,一期項目于2019年4月開工建設,9月主體封頂,12月設備開始搬入,2020年2月實現(xiàn)項目投產,前后用時僅10個月。一期項目達產后,將形成年產18萬片N型碳化硅單晶晶片、5萬片高純半絕緣型碳化硅單晶晶片的產能。目前,基地已建成粉料合成及單晶生長車間1棟,加工清洗及檢測車間1棟,建筑面積達2.6萬平方米,擁有設備500余臺;實現(xiàn)了高純度碳化硅單晶的商業(yè)化量產,高純碳化硅粉料純度和晶體良品率居于國際先進水平。

  “基地的粉料合成設備、單晶生長設備都是我們自己研發(fā)、生產的全國產化設備。2020年,碳化硅晶片產量達3萬余片,市場占有率超過50%。今年,還將投資大力提升車間的智能化水平,建設基于5G技術的智能化、數(shù)字化車間,各個生產環(huán)節(jié)的技術參數(shù)在中控室一屏可視?!崩畋蠼榻B說。

  完成1到100的跨越,提升生產管理組織的精細化、科學化水平是重要環(huán)節(jié)。中電科集團加強頂層設計,整合內部資源,2020年1月,河北普興公司趙麗霞博士管理團隊融入爍科公司,并將碳化硅業(yè)務以及設備一同并入。

  更為深刻的變化是,原僅有20多人的碳化硅研發(fā)團隊于2018年10月成立爍科公司,到現(xiàn)在員工人數(shù)達到近300人,其中博士研究生4名。今年,公司將繼續(xù)引進各類人才100余人。在2019年完成第一輪核心骨干持股的基礎上增股5000萬元,啟動第二輪員工持股,充分調動員工積極性主動性,用事業(yè)留人、用待遇留人。

  聚焦“六新”突破,轉型發(fā)展蹚新路?!渡轿鬓D型綜合改革示范區(qū)“十四五”時期高質量高速度發(fā)展行動方案》提出:搶抓國產化替代機遇,拓展與中國電科戰(zhàn)略合作,構建“材料-設備-芯片設計-芯片制造-封裝-應用”產業(yè)鏈,打造第三代半導體材料和器件產業(yè)集聚區(qū)。

  實現(xiàn)“百億產值、千億市值”——在中電科集團產業(yè)版圖上,碳化硅材料產業(yè)基地亦被寄予厚望。今年春節(jié)剛過,國內已有多家廠商前來考察商討碳化硅材料的拓展應用。3月中旬,中電科集團派出券商機構前來對接,助力爍科公司早日上市。李斌充滿信心地說:“山西省對戰(zhàn)略性新興產業(yè)執(zhí)行每度電0.3元,綜改示范區(qū)對基地建設、人才引進給予大力扶持……更加堅定了我們加快發(fā)展的決心和信心。把核心技術牢牢掌握在自己手里,我們過去是這樣走過來的,今后還將更堅定地走下去!”

  本報記者楊彧


     

責任編輯: 吉政

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