去年年底，北京天科合達(dá)藍(lán)光半導(dǎo)體有限公司與中科院合作，成功研制了從2英寸到6英寸的碳化硅襯底，完成了我國碳化硅半導(dǎo)體從無到有的過程。近日，山東天岳自主研制的又一款4英寸高純半絕緣碳化硅襯底產(chǎn)品面世，并且新生產(chǎn)線將達(dá)到年產(chǎn)40-50萬片的程度。從實驗室走到生產(chǎn)線，從研制成功到大規(guī)模量產(chǎn)，這標(biāo)志著國內(nèi)碳化硅襯底應(yīng)用將獲全面突破。

    碳化硅(SiC)由于其獨特的物理及電子特性，在一些應(yīng)用上成為最佳的半導(dǎo)體材料: 短波長光電元件，高溫，抗幅射以及高頻大功率元件，由于碳化硅的寬能級，以其制成的電子元件可在極高溫下工作，可以抵受的電壓或電場八倍于硅或砷化鎵，特別適用于制造高壓大功率元件如高壓二極體。碳化硅是熱的良導(dǎo)體，導(dǎo)熱特性優(yōu)于任何其他半導(dǎo)體材料。碳化硅優(yōu)良的特性使其在工業(yè)和軍事上有很大的應(yīng)用范圍。并且，為降低器件成本，下游產(chǎn)業(yè)對SiC單晶襯底提出了大尺寸的要求，目前國際市場上已有6英寸（150毫米）產(chǎn)品，預(yù)計市場份額將逐年增大。

當(dāng)前世界上研發(fā)碳化硅器件的主要有美國、德國、瑞士、日本等國家，但直到現(xiàn)在碳化硅的工業(yè)應(yīng)用主要是作為磨料(金剛砂)使用。瑞士ABB曾經(jīng)一度成功開發(fā)出碳化硅二極管，然而在2002年，由于工藝?yán)щy、前景不明，ABB終止了碳化硅項目，可見研發(fā)難度之大。半導(dǎo)體碳化硅襯底及芯片的重要戰(zhàn)略價值，使其始終穩(wěn)居美國商務(wù)部的禁運名單，這也導(dǎo)致我國很難從國外獲得相應(yīng)產(chǎn)品。

6英寸碳化硅晶體和單晶襯底片

目前美軍第四代戰(zhàn)斗機、電子干擾機和“宙斯盾”驅(qū)逐艦的相控陣?yán)走_(dá)已開始換裝碳化硅基微波器件產(chǎn)品。隨著我國碳化硅晶片生產(chǎn)能力的增強，國產(chǎn)戰(zhàn)機、戰(zhàn)艦都將能換上新的、性能更好的“千里眼”，在質(zhì)量和數(shù)量上縮小和美國的差距。

    此外，碳化硅材料對電力的能耗極低，按照如果年產(chǎn)40萬片碳化硅晶片襯底的計劃，僅僅應(yīng)用在照明領(lǐng)域，每年減耗的電能就相當(dāng)于節(jié)約2600萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是一種理想的節(jié)能材料。

    相信隨著我國科技發(fā)展進(jìn)步，碳化硅將在更多應(yīng)用領(lǐng)域施展拳腳。

粉體圈 郜白