第三代半導體行業技術準入門檻極高，碳化硅晶體生長極其困難，只有少數發達國家掌握碳化硅晶體生長和加工技術。碳化硅晶體國產化，對打破第三代半導體的國外壟斷至關重要。
——馮四江 北京天科合達半導體股份有限公司董事會秘書
科研和經濟聯系不緊密問題，是多年來的一大痼疾。如何更好地促進科技成果從“書架”走向“貨架”，近年來，各方作出了一系列嘗試。
1月20日，科技日報記者在2020年度科技讓生活更美好中國科學院科技成果路演活動上了解到，中國科學院物理研究所科技成果產業落地企業——北京天科合達半導體股份有限公司（以下簡稱天科合達）致力于碳化硅晶片生產，解決關鍵核心技術難題，打破國際壟斷，成為全球主要碳化硅晶片生產企業之一。
歷時十余年攻克關鍵技術
以碳化硅為代表的第三代半導體材料，是繼硅材料之后最有前景的半導體材料之一。
與硅材料相比，以碳化硅晶片為襯底制造的半導體器件具備高功率、耐高壓、耐高溫、高頻、低能耗、抗輻射能力強等優點。其中，以導電型碳化硅晶片為襯底制成的碳化硅功率器件可廣泛應用于新能源汽車、光伏發電、軌道交通、智能電網、航空航天等現代工業領域。
同時，以半絕緣型碳化硅晶片為襯底制成的射頻器件可應用于5G通訊、雷達、衛星等領域，隨著5G通訊應用的成熟，半絕緣型碳化硅晶片市場規模呈持續增長趨勢。第三代半導體行業是我國新基建的重要組成部分，并有望引發科技變革并重塑國際半導體產業格局。
“但是，第三代半導體行業技術準入門檻極高，碳化硅晶體生長極其困難，只有少數發達國家掌握碳化硅晶體生長和加工技術。碳化硅晶體國產化，對打破第三代半導體的國外壟斷至關重要。”天科合達公司董事會秘書馮四江在演講中說。
1999年以來，中國科學院物理研究所的研究團隊立足自主研發，歷時十余年，從基礎研究到應用研究，突破了生長設備到高質量碳化硅晶體生長和加工等關鍵技術，碳化硅晶體生長和加工覆蓋“設備研制—原料合成—晶體生長—晶體切割—晶片加工—清洗檢測”的全流程，形成了具有自主知識產權的完整技術路線，實現了碳化硅晶體國產化、產業化，產生了良好的經濟和社會效益，推動了我國寬禁帶半導體產業的發展。
科研主力軍挺進經濟主戰場
當前，碳化硅半導體產業正處于產業爆發期，其中晶圓是發展碳化硅半導體產業的核心材料，關系國家安全和經濟、社會發展。
作為中國科學院物理研究所碳化硅科技成果落地企業，天科合達是國內首家專業從事第三代半導體碳化硅晶片研發、生產和銷售的國家級高新技術企業，先后研制出2英寸、3英寸、4英寸導電型和半絕緣型碳化硅襯底，于2014年在國內首次研制出6英寸碳化硅晶片，工藝技術水平處于領先地位。
為推進我國半導體關鍵材料生產技術盡快實現自主可控，天科合達總經理楊建帶領技術和生產團隊于2015年底在北京市大興區建成了年產6萬片碳化硅單晶襯底生產線；2019年底在江蘇省徐州市建成了年產4萬片碳化硅單晶襯底生產線，實現大尺寸碳化硅襯底產品的規模化供應；2020年8月在北京市大興區開工建設年產12萬片、總投資額9.57億元的碳化硅單晶生產線，為國產碳化硅材料在功率器件和微波射頻器件等領域的應用奠定了基礎。
根據法國市場研究與戰略咨詢公司Yole Development統計，2019年天科合達的導電型碳化硅晶片的全球市場占有率為4.23%，排名全球第五、國內第一。
中國科學院副院長、黨組成員張濤表示，希望更多的社會資本、企業家共同關注和推動科技成果轉化，促進科技成果從“書架”走向“貨架”；也呼吁更多的科研主力軍挺進國民經濟主戰場，為經濟社會發展提供有力的科技支撐。（記者 陸成寬）
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