中國(guó)粉體網(wǎng)訊 一張薄薄的圓片，厚度0.5毫米,，約為5張A4紙的厚度,；直徑4英寸或6英寸，和一張CD光盤差不多,。10月10日上午,，在山西碳化硅生產(chǎn)企業(yè)——中國(guó)電子科技集團(tuán)有限公司旗下山西爍科晶體有限公司大廳，傳說中“一片難求”的碳化硅晶片赫然陳列在產(chǎn)品展示區(qū),�,？蓜e小看這些薄片，每張市場(chǎng)售價(jià)高達(dá)2000美元左右,，解決的是核心技術(shù)“卡脖子”的難題,。
“碳化硅是全球最先進(jìn)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,，它具有耐高壓、高頻,、大功率等優(yōu)良的物理特性,，是衛(wèi)星通訊、高壓輸變電,、軌道交通,、電動(dòng)汽車,、通訊基站等重要領(lǐng)域的核心材料，尤其是在航天,、國(guó)防等領(lǐng)域有著不可替代的優(yōu)勢(shì),。“山西爍科晶體有限公司研發(fā)部經(jīng)理馬康夫介紹,，就5G基站建設(shè)來說,，5G之所以傳輸速度快，是因?yàn)樗袕?qiáng)大的5G芯片,，而碳化硅晶片,，就是5G芯片最理想的襯底。
碳化硅材料之所以珍貴,，主要與其研制難有關(guān),。用馬康夫的話說，叫“十年磨一劍”：過去,，從粉料到晶片,，我國(guó)長(zhǎng)期依賴進(jìn)口，渠道不穩(wěn)定,，質(zhì)量也不可控,，隨時(shí)面對(duì)禁運(yùn)的風(fēng)險(xiǎn)。2009年以來,，企業(yè)下定決心突破技術(shù)難題,，投入了很多精力進(jìn)行研發(fā)攻關(guān)，現(xiàn)在高純碳化硅粉料純度達(dá)到了99.9999%,，晶體質(zhì)量接近國(guó)際水平,。同時(shí)，粉料合成設(shè)備,、長(zhǎng)晶爐,，也是自己研發(fā)、生產(chǎn)的全國(guó)產(chǎn)化的設(shè)備,，具有連續(xù)工作高穩(wěn)定性和良好精度保持性,。
據(jù)介紹，研制碳化硅晶片,，高純碳化硅粉料是第一步,，粉料制作完成后，最關(guān)鍵的工序是晶體生長(zhǎng),�,！疤蓟杈w生長(zhǎng)不同于硅材料的生長(zhǎng)，它是氣相生長(zhǎng)。由碳化硅粉末在碳化硅單晶生長(zhǎng)爐內(nèi)經(jīng)受高達(dá)2000多攝氏度的高溫,，密閉生長(zhǎng)7天,，長(zhǎng)成一個(gè)直徑為4英寸或6英寸的圓餅狀晶錠�,！瘪R康夫說,，在這個(gè)生長(zhǎng)過程中，晶體很容易出現(xiàn)缺陷,，有個(gè)指標(biāo)叫微管,，就是晶體中出現(xiàn)的大概只有頭發(fā)絲幾十分之一細(xì)的一個(gè)管狀孔洞，眼睛是看不到的,。一旦出現(xiàn)微管,，整個(gè)晶體就不合格了。由于溫度太高,，沒辦法進(jìn)行人工干預(yù),，所以整個(gè)生長(zhǎng)過程就如同“蒙眼繡花”，而這恰恰是晶片最核心的技術(shù),。解決這個(gè)技術(shù)難題,，他們用了七八年的攻關(guān)時(shí)間。現(xiàn)在晶體良品率達(dá)到了65%,。相比國(guó)際上最高80%的良品率,，可以說山西這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)接近國(guó)際水平,。
碳化硅晶片的加工也是一個(gè)艱難的過程,。馬康夫表示，他們用很多根直徑僅0.18毫米的金剛石線同時(shí)切下去,，把生長(zhǎng)好的晶錠切成一片一片的圓片,。每一片圓片再放到研磨設(shè)備里，把兩邊磨平,，最后進(jìn)行拋光,，得到透明玻璃片一樣的晶片，這就是碳化硅晶片,。
今年3月,，全國(guó)最大規(guī)模的第三代半導(dǎo)體材料碳化硅產(chǎn)業(yè)基地在山西轉(zhuǎn)型綜改示范區(qū)正式投產(chǎn)，一期項(xiàng)目的300臺(tái)設(shè)備同時(shí)啟動(dòng),，這標(biāo)志著全國(guó)最大生產(chǎn)規(guī)模的碳化硅產(chǎn)業(yè)基地正式投產(chǎn),。
“碳化硅產(chǎn)業(yè)基地一期的300臺(tái)單晶生產(chǎn)設(shè)備，具備年產(chǎn)7.5萬片碳化硅單晶襯底的產(chǎn)能,，年收入在3億元以上,。”山西爍科晶體有限公司保障部經(jīng)理周立平介紹，項(xiàng)目建成后,，他們將具備年產(chǎn)10萬片4-6英寸N型碳化硅單晶晶片,、5萬片4-6英寸高純半絕緣型碳化硅單晶晶片的生產(chǎn)能力，是目前國(guó)內(nèi)最大的碳化硅材料產(chǎn)業(yè)基地,，年產(chǎn)值可達(dá)10億元,。這一基地的啟動(dòng)，將徹底打破國(guó)外對(duì)我國(guó)碳化硅封鎖的局面,，實(shí)現(xiàn)碳化硅的完全自主供應(yīng),。
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/山川）
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