“這就是我們剛剛研發成功的碳化硅晶片,直徑6英寸,即將量產,將徹底擺脫國外對我國碳化硅封鎖的局面,實現碳化硅的完全自主供應。”在山西轉型綜改示范區,山西爍科晶體公司總經理李斌自豪地說,目前,他們公司是國內最大的碳化硅材料產業基地,生產的碳化硅半導體材料市場占有率超過50%,產能國內第一。在建項目投產后,將實現年產能15萬片,規模全球前三。
2018年,山西爍科晶體公司歷經11年艱苦攻關,在國內率先完成4英寸高純半絕緣碳化硅單晶襯底材料的工程化,一舉突破國外對我國碳化硅晶體生長技術的長期封鎖。如今,6英寸高純半絕緣碳化硅單晶襯底已經研發成功,即將量產,晶體質量接近國際水平。
碳化硅晶片是5G芯片最理想的襯底。碳化硅是碳和硅的化合物,具有耐高溫、大功率、高頻等天然優勢,具有其他材料不具備的諸多優點,是制造高溫、高頻、大功率半導體器件的理想襯底。我國的碳化硅晶體研究起步較晚,20世紀90年代末才剛剛開始。但近年來,我國在碳化硅晶片領域奮力追趕,逐漸掌握了碳化硅晶片技術,從實驗室走向了產業化。
碳化硅晶片能做什么?在我們熟知的電動汽車和5G通信中,碳化硅晶片發揮著舉足輕重的作用。就5G基站建設來說,5G之所以傳輸速度快,是因為它有強大的5G芯片。而碳化硅晶片,就是5G芯片最理想的襯底。
“現在咱們家里邊也有5G的一些小路由器,但它只是在室內,輻射距離很短,5G基站的輻射范圍至少要達到幾百米。這么高的功率,用碳化硅替代硅做射頻器件,就可以讓設備的體積做得更小,還能降低能量損耗、增加設備在惡劣環境下的可靠性。”山西爍科晶體有限公司副總經理魏汝省介紹道。
碳化硅晶片的另一個作用是用于制造電力電子器件,比如三極管,主要的應用領域是電動汽車。魏汝省表示:“目前,電動汽車的續航還是個問題。如果用上碳化硅晶片的話,就能在電池不變的情況下,使汽車的續航力增加10%左右。雖然碳化硅在電動汽車上的應用才剛剛起步,尚在開發中,但每生產一輛電動汽車,至少要消耗一片碳化硅,按照我國電動汽車保有量每年增長70%的速度來看,碳化硅僅在電動汽車領域就將帶動一個千億級的產業集群。”