近日，市場(chǎng)上傳出消息稱，我國計(jì)劃把大力支持發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，寫入正在制定中的“十四五”規(guī)劃，計(jì)劃在2021-2025年期間，在教育、科研、開發(fā)、融資、應(yīng)用等各個(gè)方面，大力支持發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，以期實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)獨(dú)立自主。
碳化硅是5G領(lǐng)域高性能、高頻HEMT器件的關(guān)鍵材料，A股上市公司露笑科技(002617)掌握了制造碳化硅長(zhǎng)晶爐的核心技術(shù)。公告顯示，露笑科技及(或)其控股企業(yè)將為國宏中宇主導(dǎo)的碳化硅產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目定制約200臺(tái)碳化硅長(zhǎng)晶爐，設(shè)備總采購金額約3億元。
碳化硅究竟是什么
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的基石是芯片，制作芯片的核心材料按照歷史進(jìn)程分為：第一代半導(dǎo)體材料(大部分為目前廣泛使用的高純度硅)，第二代化合物半導(dǎo)體材料(砷化鎵、磷化銦)，第三代化合物半導(dǎo)體材料(碳化硅、氮化鎵)。
碳化硅因其優(yōu)越的物理性能，即高禁帶寬度(對(duì)應(yīng)高擊穿電場(chǎng)和高功率密度)、高電導(dǎo)率、高熱導(dǎo)率，將是未來最被廣泛使用的制作半導(dǎo)體芯片的基礎(chǔ)材料。半導(dǎo)體芯片分為集成電路和分立器件，但不論是集成電路還是分立器件，其基本結(jié)構(gòu)都可劃分為“襯底-外延-器件”結(jié)構(gòu)。碳化硅在半導(dǎo)體中存在的主要形式是作為襯底材料。
實(shí)際上，碳化硅晶片是碳化硅晶體經(jīng)過切割、研磨、拋光、清洗等工序加工形成的單晶薄片。碳化硅晶片作為半導(dǎo)體襯底材料，經(jīng)過外延生長(zhǎng)、器件制造等環(huán)節(jié)，可制成碳化硅基功率器件和微波射頻器件，是第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要基礎(chǔ)材料。
根據(jù)電阻率不同，碳化硅晶片可分為導(dǎo)電型和半絕緣型。其中，導(dǎo)電型碳化硅晶片主要應(yīng)用于制造耐高溫、耐高壓的功率器件，市場(chǎng)規(guī)模較大；半絕緣型碳化硅襯底主要應(yīng)用于微波射頻器件等領(lǐng)域，隨著5G通訊網(wǎng)絡(luò)的加速建設(shè)，市場(chǎng)需求提升較為明顯。
如今，碳化硅器件應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，新能源汽車領(lǐng)域、射頻功率器件等領(lǐng)域是下一個(gè)主要應(yīng)用點(diǎn)。碳化硅晶片經(jīng)外延生長(zhǎng)后主要用于制造功率器件、射頻器件等分立器件。以碳化硅晶片為襯底制造的半導(dǎo)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(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于新能源汽車、5G通訊、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域，并在我國“新基建”的各主要領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。
碳化硅業(yè)務(wù)“萬事俱備，只欠東風(fēng)”
關(guān)于碳化硅，露笑科技技術(shù)積淀較為深厚，目前公司已經(jīng)完成6寸石英管式碳化硅晶體生長(zhǎng)爐開發(fā)，以獨(dú)特密封結(jié)構(gòu)解決設(shè)備高真空度獲取與長(zhǎng)時(shí)間保持的難題，極限真空
另外，公司還完成大尺寸碳化硅單晶制備相關(guān)理論的研究，通過計(jì)算機(jī)模型輔助計(jì)算，形成了單晶制備過程物質(zhì)與熱量傳輸、缺陷演變的基本規(guī)律，解決了熱場(chǎng)均勻性差、大尺寸單晶應(yīng)力聚集、單晶擴(kuò)徑難等問題，為6寸及以上半絕緣碳化硅晶體的制備打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
不僅如此，露笑科技還解決了晶型生長(zhǎng)控制難、微管密度大、晶體背向腐蝕嚴(yán)重等難題，提升了單晶質(zhì)量，通過長(zhǎng)晶過程中的除雜工藝實(shí)現(xiàn)了高電阻率晶體生長(zhǎng)。以及高純度碳化硅原料合成，有效降低原料中對(duì)電阻率提升有害的特定雜質(zhì)含量濃度，達(dá)到小于1ppm量級(jí)。
目前，露笑科技與國宏中宇簽訂碳化硅長(zhǎng)晶爐銷售合同，金額1.2億元。公司還與中科鋼研、國宏中宇簽訂碳化硅長(zhǎng)晶爐銷售合同，金額3億元。露笑科技為盡快推進(jìn)碳化硅業(yè)務(wù)，2020年8月10日發(fā)布公告《關(guān)于與合肥市長(zhǎng)豐縣簽署建設(shè)第三代功率半導(dǎo)體(碳化硅)產(chǎn)業(yè)園戰(zhàn)略合作框架協(xié)議》。
公告稱，露笑科技將與合肥市長(zhǎng)豐縣人民政府在合肥市長(zhǎng)豐縣共同投資建設(shè)第三代功率半導(dǎo)體(碳化硅)產(chǎn)業(yè)園，包括但不限于碳化硅等第三代半導(dǎo)體的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，包括碳化硅晶體生長(zhǎng)、襯底制作、外延生長(zhǎng)等的研發(fā)，項(xiàng)目投資總規(guī)模預(yù)計(jì)100億元。
露笑科技既然要開拓新產(chǎn)業(yè)，勢(shì)必需要一支優(yōu)秀的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。公司目前具有國內(nèi)最早從事碳化硅晶體生長(zhǎng)研究的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，即陳之戰(zhàn)博士研究團(tuán)隊(duì)。陳之戰(zhàn)博士 1998 年開始從事碳化硅晶體的生長(zhǎng)研究，曾協(xié)助世紀(jì)金光建設(shè)了國內(nèi)第一條完整的碳化硅晶體生長(zhǎng)和加工中試線，曾任北京世紀(jì)金光技術(shù)總監(jiān)，全面負(fù)責(zé)碳化硅晶體生產(chǎn)與加工的研發(fā)與生產(chǎn)。發(fā)表論文 100 余篇，授權(quán)專利 50 余項(xiàng)，出版專著一本。
對(duì)于碳化硅布局，露笑科技可謂是“萬事俱備”，未來公司碳化硅業(yè)務(wù)布局全面落地后，或?qū)?shí)現(xiàn)業(yè)績(jī)?cè)俅瓮黄啤?/div>
