碳化硅是第三代半導體產業發展重要的基礎材料。碳化硅器件以其優異的耐高壓、耐高頻、耐高溫、低損耗等性能，能夠有效滿足電力電子系統、微波射頻系統的高效率、小型化和輕量化要求，在新能源汽車、光伏發電、軌道交通、智能電網等領域具有明顯優勢。

“導電型的碳化硅襯底目前應用前景比較好的是電動汽車領域。例如國際知名的電動汽車品牌就使用了碳化硅器件模塊。在充電方面，由于碳化硅的耐高壓特性，電動汽車可以實現800V的快充效果。”河北同光半導體股份有限公司科技項目經理馬林說。

馬林所在的同光股份2012年成立于保定國家高新區，在碳化硅單晶襯底材料核心技術領域技術積累深厚。企業專業從事碳化硅單晶襯底的研發、制備和銷售，是河北省規模最大，也是國內率先實現第三代半導體材料碳化硅單晶襯底量產的高科技企業之一，先后承擔了國家“863”計劃、國家重點研發計劃、國家技術改造工程等重大專項，承擔河北省級研究課題10余項，形成了科學完善的科研創新體系。

同光股份與北京的中科院半導體所深度合作，引進了李樹深、夏建白、鄭厚植三名院士及團隊，設立院士工作站、博士后科研工作站。早在2013年，企業就在李樹深院士的推動下，與中科院半導體所聯合搭建了碳化硅單晶材料與應用研究聯合實驗室。2016年，由李樹深院士領銜的碳化硅單晶研發創新團隊作為高層次創新團隊受到河北省委省政府表彰。

“在企業十年發展歷程中，李樹深等幾位院士從多方面給了我們巨大的支持。中科院半導體所雄厚的技術實力，對我們的成長起到了至關重要的推動作用。”馬林說。

碳化硅單晶襯底材料是如何生產出來的？在同光股份，高純碳粉、硅粉在晶體生長爐內合成，生長出直徑4/6英寸、厚度25毫米左右的圓柱形碳化硅晶體，經過多線切割、雙面研磨、CMP拋光等多道工序，最終制備成符合客戶應用要求的碳化硅單晶襯底。

產業鏈下游企業，在襯底材料的基礎上，經過外延生長、電路設計、器件封裝等步驟，最終制備出半導體器件，并應用到實際場景中。

目前，同光股份擁有碳化硅單晶生長爐500余臺，已搭建起國際先進、完整的碳化硅襯底生產線，生產能力達到每年5萬片。企業產品涵蓋直徑4英寸、6英寸高純半絕緣型和導電型碳化硅單晶襯底，經下游客戶驗證，產品質量可媲美國際先進水平。

企業還與中電科下屬研究所合作，將碳化硅單晶襯底成功應用在我國5G基站建設中，打破國際壁壘，破解了“卡脖子”難題，推動國家芯片關鍵材料的自主可控。

導電型的碳化硅襯底的應用，可使電動車的續航能力得到大幅提升，同光股份的另一款優勢產品正是應用于5G基站建設的半絕緣型碳化硅襯底。“5G網絡為什么快？因為它的帶寬高、頻率高，但這也使原有的硅器件無法滿足5G基站的需求。半絕緣型碳化硅襯底具有耐高頻、耐高壓的特性，能很好地滿足5G基站的適應需求。”馬林介紹，半絕緣型碳化硅襯底廣泛運用于多個重要的前沿技術領域，因而具有非常良好的市場價值。

今年年初，同光股份與中科院半導體所確立了新的合作科研項目，為企業進一步降本增效提供保障。

來源：北京日報