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(jīng)理的馬康夫,近十年的職場打拼都是在圍著“碳化硅”轉(zhuǎn)。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(chǎn)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(jié)著科研、生產(chǎn)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(shù)的艱辛之路。

  從研制碳化硅單晶生長爐起步,歷經(jīng)11年艱苦探索,攻克生產(chǎn)碳化硅晶片的兩大關(guān)鍵技術(shù)——

  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(dǎo)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(lǐng)域的核心材料。導(dǎo)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(lǐng)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(zhì)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(chǎn)碳化硅晶片的兩大關(guān)鍵技術(shù)——晶體生長和晶片加工,歷經(jīng)11年的艱苦探索,成功實現(xiàn)從0到1的跨越。

  “‘核心技術(shù)是國之重器。市場換不來核心技術(shù),有錢也買不來核心技術(shù),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?jīng)理李斌回憶說,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(nèi)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(shù)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(shè)備整齊排列,溫度高達2000攝氏度以上的生長爐內(nèi)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(zhì)量,且由于爐內(nèi)溫度過高,無法人工干預(yù)。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(guān)鍵技術(shù),整個團隊中既有擅長設(shè)備的,又有研究材料、工藝的。遇到難題,大家從各自領(lǐng)域查找問題,集中力量展開攻關(guān),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(nèi)碳化硅領(lǐng)域領(lǐng)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(chǎn)業(yè)做強做優(yōu)。

  從開工到投產(chǎn)用時僅10個月,目前碳化硅半導(dǎo)體材料國內(nèi)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(guān)系,展開全方位合作。通過吸引上游企業(yè),形成產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng),完善三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈,建成國內(nèi)最大的碳化硅材料供應(yīng)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(chǎn)業(yè)基地占地150畝,一期項目于2019年4月開工建設(shè),9月主體封頂,12月設(shè)備開始搬入,2020年2月實現(xiàn)項目投產(chǎn),前后用時僅10個月。一期項目達產(chǎn)后,將形成年產(chǎn)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(chǎn)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(shè)備500余臺;實現(xiàn)了高純度碳化硅單晶的商業(yè)化量產(chǎn),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(shè)備、單晶生長設(shè)備都是我們自己研發(fā)、生產(chǎn)的全國產(chǎn)化設(shè)備。2020年,碳化硅晶片產(chǎn)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(shè)基于5G技術(shù)的智能化、數(shù)字化車間,各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的技術(shù)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(chǎn)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(shè)計,整合內(nèi)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(wù)以及設(shè)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(chǔ)上增股5000萬元,啟動第二輪員工持股,充分調(diào)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(zhuǎn)型發(fā)展蹚新路?!渡轿鬓D(zhuǎn)型綜合改革示范區(qū)“十四五”時期高質(zhì)量高速度發(fā)展行動方案》提出:搶抓國產(chǎn)化替代機遇,拓展與中國電科戰(zhàn)略合作,構(gòu)建“材料-設(shè)備-芯片設(shè)計-芯片制造-封裝-應(yīng)用”產(chǎn)業(yè)鏈,打造第三代半導(dǎo)體材料和器件產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。

  實現(xiàn)“百億產(chǎn)值、千億市值”——在中電科集團產(chǎn)業(yè)版圖上,碳化硅材料產(chǎn)業(yè)基地亦被寄予厚望。今年春節(jié)剛過,國內(nèi)已有多家廠商前來考察商討碳化硅材料的拓展應(yīng)用。3月中旬,中電科集團派出券商機構(gòu)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(chǎn)業(yè)執(zhí)行每度電0.3元,綜改示范區(qū)對基地建設(shè)、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(shù)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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