中國粉體網(wǎng)訊 陳小龍，博士，德國海德堡大學(xué)和巴洛意特大學(xué)洪堡學(xué)者。現(xiàn)任中科院物理研究所研究員，博士生導(dǎo)師，1999年獲國家杰出青年科學(xué)基金，2003年入選中國科學(xué)院“百人計劃”，2004年至今兼任中國晶體學(xué)會副理事長和國際衍射數(shù)據(jù)中心(ICDD)中國區(qū)主席，2007年獲ICDD Fellow稱號，2009年成為“新世紀(jì)百千萬人才工程”國家級人選，2009年獲第五屆“發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎”特等獎，作為負(fù)責(zé)人帶領(lǐng)寬禁帶半導(dǎo)體材料研究與應(yīng)用團(tuán)隊獲2010年度“中國科學(xué)院先進(jìn)集體”榮譽(yù)稱號。
多年漫漫探索路
第三代半導(dǎo)體材料通常又被稱為寬禁帶半導(dǎo)體材料或高溫半導(dǎo)體材料。其中，碳化硅和氮化鎵在第三代半導(dǎo)體材料中是發(fā)展成熟的代表。碳化硅晶片是一種寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有禁帶寬度大，臨界擊穿場強(qiáng)大，熱導(dǎo)率高，飽和漂移速度高等諸多特點(diǎn)，擁有廣闊的應(yīng)用前景。
但碳化硅晶體生長難度很大，需要在2300℃以上進(jìn)行，加上生長過程中化學(xué)成分容易偏離，導(dǎo)致許多缺陷的形成，國際上的研究進(jìn)展一直很緩慢。早在1991年，美國科銳公司就推出了碳化硅晶片產(chǎn)品，而我國的碳化硅晶體研究則從上世紀(jì)90年代末才剛剛起步。1999年，陳小龍和他的團(tuán)隊開始了對碳化硅晶體的研究，此時，國外對該技術(shù)嚴(yán)格保密，陳小龍團(tuán)隊只能從基本原理做起，很多基礎(chǔ)的實驗和基本規(guī)律，都是自己一點(diǎn)一點(diǎn)摸索出來的，經(jīng)過7年的努力，陳小龍及團(tuán)隊把晶體尺寸從厘米級擴(kuò)大到2英寸。
然而，早年碳化硅晶片的價格十分昂貴，在2006年，一片2英寸碳化硅晶片的國際市場價格高達(dá)500美元仍供不應(yīng)求。碳化硅晶片高昂的價格嚴(yán)重制約了第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此采用先進(jìn)的碳化硅晶體生長技術(shù)，實現(xiàn)規(guī)�；a(chǎn)，降低碳化硅晶片生產(chǎn)成本，將促進(jìn)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，拓展市場需求。2006年，中科院物理所成立天科合達(dá)，依托陳小龍團(tuán)隊中在碳化硅領(lǐng)域的研究成果，開發(fā)碳化硅晶體生長爐和碳化硅晶體生長、加工技術(shù)及專業(yè)設(shè)備致力于碳化硅晶片的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
打破國外壟斷，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化
陳小龍帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊和天科合達(dá)專注于提高碳化硅晶體的質(zhì)量，以及大尺寸碳化硅晶體的研發(fā)，將先進(jìn)的碳化硅晶體生長和加工技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，大規(guī)模生產(chǎn)和銷售具有自主知識產(chǎn)權(quán)的碳化硅晶片。
美國科銳公司作為碳化硅襯底供應(yīng)商，曾經(jīng)長期壟斷國際市場。2011年，科銳公司發(fā)布了6英寸碳化硅晶體，同年，天科合達(dá)才開始量產(chǎn)4英寸碳化硅晶體。2013年，陳小龍團(tuán)隊開始進(jìn)行6英寸碳化硅晶體的研發(fā)工作，用了近一年的時間，團(tuán)隊研發(fā)的國產(chǎn)6英寸碳化硅晶體襯底問世。從實驗室邁向市場的道路并非一帆風(fēng)順，天科合達(dá)成立13年來，在很長一段時間里都未實現(xiàn)盈利。陳小龍團(tuán)隊及投資方一直堅持，從未放棄，終于，天科合達(dá)在國內(nèi)首次實現(xiàn)碳化硅晶體的產(chǎn)業(yè)化，打破了國外長期的技術(shù)封鎖和壟斷。
堅守初心，砥礪前行
此前，全球只有4家企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)6英寸晶片批量生產(chǎn)，其中美國3家、日本1家，如今天科合達(dá)也成功躋身其中。作為國內(nèi)碳化硅晶片生產(chǎn)制造的先行者，天科合達(dá)生產(chǎn)的碳化硅晶片不僅技術(shù)成熟，還低于國際同類產(chǎn)品價格。
經(jīng)科研團(tuán)隊和市場銷售團(tuán)隊的共同努力，目前天科合達(dá)已向國內(nèi)60余家科研機(jī)構(gòu)批量供應(yīng)晶片，推動了碳化硅外延、器件等相關(guān)的基礎(chǔ)研究，帶動中車集團(tuán)等20多家企業(yè)進(jìn)入下游外延、器件和模塊產(chǎn)業(yè)，在國內(nèi)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，推動了我國寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時對新疆地區(qū)高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了引領(lǐng)和帶動作用，填補(bǔ)了疆內(nèi)寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的空白。此外，天科合達(dá)的碳化硅晶片產(chǎn)品還大量出口至歐洲、美國和日本等20多個國家和地區(qū)。
陳小龍表示：“碳化硅晶體研發(fā)的路上還有很長的路要走，需堅守初心、砥礪前行，未來幾年天科合達(dá)還會繼續(xù)加大研發(fā)投入，走自主創(chuàng)新國產(chǎn)化道路，把這一產(chǎn)業(yè)做強(qiáng)做大，推動國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展！”
參考資料：
高科技與產(chǎn)業(yè)化.陳小龍：國產(chǎn)碳化硅晶片產(chǎn)業(yè)的探路先鋒
寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟.陳小龍：碳化硅晶圓國產(chǎn)化先鋒
中國科學(xué)報.中國最大碳化硅廠：重視基礎(chǔ)研究 很多人不理解
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