讓核心技術不再“卡脖子”

喬建彬

全國產化設備 解決“卡脖子”問題

“可別小看這些薄片，每張市場售價高達2 000美元（約合13 109.6元人民幣），解決的是核心技術‘卡脖子的難題。”爍科晶體粉料部經理馬康夫介紹。

走進爍科晶體碳化硅生產車間，白色的長晶爐整齊列成一排，碳化硅晶片就在里面安靜地生長。車間內，工作人員不時站在設備前傾著身子仔細觀察，材料室內，研究人員正在專注檢驗。

“現在，我們所使用的粉料合成設備、長晶爐都是自己研發、自己生產的設備。設備的配套產品和功能元器件能滿足長期、穩定、可靠的使用要求，同時節能效果好，具有連續工作高穩定性和良好精度保持性。”馬康夫介紹，基地一期項目可容納600余臺碳化硅單晶生長爐。

碳化硅是全球最先進的第三代半導體材料，具有耐高壓、高頻、大功率等優良的物理特性，是衛星通信、特高壓、軌道交通、電動汽車、通信基站等重要領域的核心材料，尤其是在航天、軍工、核能等極端環境應用領域里有著不可替代的優勢。與普通硅基器件相比，碳化硅器件的耐壓性是它們的10倍。

“打個比方，5G之所以傳輸速度快，正因為它擁有一顆足夠強大的5G芯片心臟，碳化硅晶片就是5G芯片最理想的襯底。”馬康夫說。

研制碳化硅晶片，高純碳化硅粉料是第一步，粉料制作完成后，最關鍵的工序是晶體生長。“碳化硅晶體生長不同于硅材料的生長，它是氣相生長。由碳化硅粉末在碳化硅單晶生長爐內經受高達2 000 ℃的高溫，密閉生長7天，長成一個直徑為10.16厘米或15.24厘米的圓餅狀晶錠。”馬康夫介紹，從10.16厘米到15.24厘米，最關鍵的是晶體的生長。在這個生長過程中，晶體很容易出現缺陷，有個指標叫微管，就是晶體中出現的大概只有頭發絲幾十分之一細的一個管狀孔洞，眼睛是看不到的。一旦出現微管，整個晶體就不合格了。由于溫度太高，沒辦法進行人工干預，所以整個生長過程就如同“蒙眼繡花”，而這恰恰是晶片最核心的技術。

擁有核心技術 才有“長跑”能力

是否擁有核心技術，決定著一家高新技術企業能否走遠，能否持續“長跑”。

據了解，碳化硅單晶的制備一直是全球性難題，而高穩定性的晶體生長工藝則是其中最核心的技術。此前，這項技術只掌握在少數發達國家手里，全球也僅有極少數企業能商業化量產。由于我國的半導體材料長期依賴國外進口，由此帶來的問題就是半導體材料價格昂貴、渠道十分不穩定，而且產品的質量也難以得到有效保證。長期以來，國人都深切感受到核心技術受制于人的“卡脖子”之痛，我國半導體產業突破技術瓶頸迫在眉睫。

不能總跟在人家后面跑，與其讓外國人在技術上“卡脖子”，不如自己干。在第三代半導體材料上“彎道超車”，是打破前兩代半導體核心技術被國外壟斷的機遇。為此，從2009年起，該公司投入大量資金，經過近十年的大量技術攻關，最終完全掌握了這項技術，一舉突破國外對我國碳化硅晶體生長技術的長期封鎖，并達到國際先進水平。

2019年，爍科晶體率先完成10.16厘米高純半絕緣碳化硅單晶襯底材料的工程化和15.24厘米高純半絕緣碳化硅單晶襯底的研發，并順利實現了10.16厘米高純度碳化硅單晶的商業化量產。

一塊成品碳化硅晶錠，會被切割成20片0.5毫米厚的碳化硅晶片，也就是該公司最終的產品成品。“2021年，爍科晶體計劃將15.24厘米晶片全部推入市場。”爍科晶體總經理李斌介紹，本著生產一代、研發一代、儲備一代的原則，公司每年拿出20%的收入用于技術研發，除15.24厘米高純度碳化硅單晶將在2021年推向市場之外，更大尺寸的碳化硅晶片也有了突破，以保證能夠持續占據市場前端，“現在是我們帶動下游客戶往前走，而不是由下游客戶推動我們往前走。”

依靠科技人才 發揮創新發展優勢

科學技術是第一生產力，科技人才是核心生產力。為實現技術突破，爍科晶體在高端人才引進方面不遺余力。該公司利用中國電科集團平臺優勢，制訂了專業的人才引入機制，并引入專業人才負責碳化硅材料研制，培養和帶起了屬于自己的核心技術團隊。在碳化硅晶體進入量產化階段，該公司在前期聚焦技術研發的基礎上，又通過引入專業管理團隊加強經營管理，此舉不僅提高了碳化硅晶體產量，提升了公司管理人員的管理意識，更擴大了產品的市場占有率。

據介紹，在爍科晶體的工作人員中，目前有4名博士和3名在讀博士。“團隊融合度高，產生了高效的運作管理模式。研發和生產高度結合，研發隨時可根據生產需求作出調整。”李斌介紹，該公司正計劃從國內硅行業中請專家團隊進一步提升加工水平，在起步階段就按照最高標準來做。

在后備人才的培養與儲備方面，爍科晶體每年都從高校吸收新鮮血液，在2020年增加160名高校畢業生的基礎上，2021年還將增加100人左右。發展的關鍵不僅是吸引人才，更要留住人才。為讓員工更有歸屬感和安全感，爍科晶體除員工薪資在國內同行業領先外，還通過實行員工持股計劃，不斷激發工作積極性，增強員工的主人翁意識。

李斌表示，從企業落地之初，山西綜改示范區就給予大力支持。在建設方面，僅僅10個月的時間，20 000平方米的廠房便從一片荒蕪的田野拔地而起，同時又給予包括人才住房、子女入學等方面很多優惠政策。

“爍科晶體2021年仍將投入2億～3億元增加設備，并將在2022年進軍科創板，未來兩三年內投資5億～10億元，建設一個基于5G通信網絡的智能化數字化車間，把1 000臺設備全部連接起來進行信息化監測。”李斌表示，具備了天時、地利、人和，對打造一個百億產值、千億市值的公司充滿信心。