寻找大年夜兴新质分娩力｜第三代半导体“小巨人”从大年夜兴崛起

追寻新质生产力出身的源头

从前沿领域的变革中

探索新质生产力未来的潜能……

区融媒体中央策划推出

“探求大兴新质生产力”系列宣布

探索大兴经济高质量发展的

创新密码

第五期让我们一起看看

第三代半导体“小巨人”——天科合达

如何从大兴崛起

大兴融媒体中央 近年来，在新能源汽车、工业互联网、光伏、风电、5G通信等运用需求的强力拉动下，第三代半导体家当迅速发展。
这是环球半导体技能研究和新的家当竞争焦点，也是推动家当创新发展和转型升级的新引擎。
位于大兴区的北京天科合达半导体株式会社是海内首家专业从事第三代半导体碳化硅晶片研发、生产发卖的集成电路行业国家级高新技能企业，碳化硅衬底产量全国第一。
大兴融媒实地探访企业总部，参加第三代半导体家当峰会，探求这家专精特新“小巨人”企业的新质生产力。

第三代半导体是指带隙宽度≥2.3eV的宽禁带半导体材料，紧张包括碳化硅和氮化镓。
比较以硅、锗等材料为主的第一代半导体和以砷化镓等为主的第二代半导体，碳化硅晶片性能精良，是制造耐高压、耐高温、高频、低能耗半导体器件的空想材料，是国家新一代信息技能核心竞争力的主要支撑，拥有广阔的发展前景和运用空间。

第三代半导体家当被认为是极具根本性、前瞻性和计策性的先导家当，是有望实现“换道超车”的家当打破口，行业技能门槛很高。
碳化硅晶体成长面临着成长温度高（约2300℃）、温场难以掌握、易产生毛病、晶体构型多（达200多种）、易相变、边缘易自发形核、晶体扩径难等诸多困难，成长大尺寸碳化硅晶体成为重大寻衅。

在位于大兴区的天科合达总部展厅，展示着公司自2006年9月成立以来的发展进程。
当时，中科院物理所与新疆天富集团联合组建天科合达，率前辈入第三代半导体赛道。
据新华社宣布，通过自主研发和技能积累，天科合达已形成拥有自主知识产权的碳化硅单晶成长炉制造、质料合成、晶体成长、晶体切割、晶片加工、洗濯检测和外延片制备等七大关键核心技能体系，覆盖碳化硅材料生产全流程，形成一个研发中央、三家全资子公司和一家控股子公司的规模化业务布局。

天科合达副总经理刘春俊向先容，与传统硅功率器件制作工艺不同，碳化硅功率器件不能直接制作在碳化硅单晶材料上，必须在导电型碳化硅单晶衬底上额外成长与衬底晶相同的外延层，并在外延层上制造各种器件。
目前，天科合达的紧张产品包括6、8英寸导电型碳化硅衬底、4、6英寸半绝缘型碳化硅衬底、6英寸碳化硅晶体、碳化硅外延片、单晶成长炉等。
行业数据显示，天科合达导电型衬底在环球市场的霸占率从2019年的6%攀升至2023年的18%。

碳化硅器件具有高功率密度、高频率、低损耗等特性，在电动汽车领域，可以显著优化汽车电驱系统效率，提升能效5%—10%，缓解“续航里程焦虑”。
在电力与智能电网领域，可以降落供电系统能耗、简化电路拓扑，提升输变电效率，助力构建智能电网。
在轨道牵引领域，碳化硅器件可提高牵引变流设备效率10%以上，知足轨道交通大容量、轻量化等需求。
在风电、光伏、储能等新能源领域，碳化硅器件在发电机、逆变器、变流器中也有广泛运用空间，其抗辐射、耐堕落性能还特殊适用于海上、高原等环境。
在5G通讯领域，利用碳化硅基氮化镓射频器件，可以得到良好导热性和高功率密度，成为5G基站功率放大器的主流选择。

天科合达得到的名誉、资质、认证，摆满展厅一整面墙：2021年景为工业和信息化部认定的专精特新“小巨人”企业，2021—2024年，连续入选环球独角兽企业榜单……今年5月，天科合达刚刚得到全国五一劳动奖状。

在北京（国际）第三代半导体创新发展论坛上，北京市科委、中关村落管委会党组成员、副主任龚维幂在致辞中强调，新材料是新型工业化的主要支撑，是国家大力发展的计策性新兴家当，也是加快发展新质生产力、踏实推进高质量发展的主要家当方向。
他表示，北京市高度重视并支持第三代半导体技能发展与家当造就，自“十一五”以来环绕材料、器件、装备、运用等全链条布局，对标国际领先水平，干系高校、院所、企业开展前沿技能和关键核心技能攻关，“目前北京市第三代半导体技能水平总体上与国际同步”。
天科合达总经理杨建表示，我国在碳化硅晶片领域已经实现“换道超车”。
目前，天科合达的产品实现了对国内外客户的全方位供应，成为环球碳化硅晶片的紧张供应商之一。

6月5日至7日，2024宽禁带半导体技能创新与运用发展高峰论坛在京举行。
天科合达副总经理彭同华作题为《构建更完善家当生态，助力碳化硅行业超过式发展》的报告，先容了碳化硅材料的性能与市场运用、发展历史与制备特性。
彭同华表示，碳化硅材料家当紧张包括衬底、外延、器件、运用4个环节。

彭同华在剖析家当生态时指出，碳化硅材料家当经由20多年的发展，随着国产化技能的成熟，量测、制造等设备本钱正在不断降落，家当生态正在逐步形成、完善。
但是，在自动化系统、信息系统、质量管理体系、标准体系、检测认证等领域仍需全行业连续努力。
为了推出具备极致性价比的碳化硅产品，该当实现国产自动化、小型化、节能型、高可靠性的制造设备，国产量测设备应得到行业广泛认可，同时加强国产化主要耗材、辅材的质量提升与管控，形成得到行业广泛采纳的产品和方法标准，加快产品检测认证培植，推进行业自动化、信息化。

“碳化硅衬底技能与质量已经成熟，目前聚焦于进一步降落位错密度，以及各项质量参数的分布收敛性掌握。
目前，碳化硅功率器件的紧张竞争对手是硅器件，只有构建更完善的碳化硅家当生态，才能得到更大的市场规模。
”彭同华展望，在碳化硅衬底行业，海内企业已经趋于与国外企业并跑，下一步紧张朝更大尺寸、更快成长速率、更厚晶体、更少加工损耗方向发展，打造极致性价比的产品。

：杨理光 张冕群