碳化硅生產(chǎn)廠家 成立僅兩年！這家公司立志成為第三

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圖片：受訪人提供、圖蟲創(chuàng)意

1893年，法國(guó)科學(xué)家亨利?莫埃桑在一塊隕石碎片中發(fā)現(xiàn)了一種全新的礦物質(zhì)——碳化硅。地球的自然界并不存在天然的碳化硅材料，這顯然是一種來自外太空的物質(zhì)。

這種物質(zhì)有何特征？是神秘、超乎想象還是讓人望而生畏？盡管對(duì)此一無所知，但人類對(duì)未知世界的探索永無止境。

在孜孜不倦的探索下，人類早已攻破人造碳化硅難題?；诟吲R界擊穿電場(chǎng)、高電子遷移率等優(yōu)勢(shì)，碳化硅也從一只碳化硅晶體發(fā)光二極管搖身變成重要的電子材料，并在當(dāng)下成為第三代半導(dǎo)體的核心基礎(chǔ)材料。

時(shí)光的馬車呼嘯而過，在莫埃桑發(fā)現(xiàn)碳化硅120多年后的今天，“新時(shí)代之爭(zhēng)”圍繞高科技展開的趨勢(shì)愈發(fā)明顯，在以半導(dǎo)體芯片為主旋律的背景下，碳化硅也開始成為百家爭(zhēng)鳴的追逐熱點(diǎn)。

本次《大國(guó)之材》走進(jìn)了成立半年就推出了大尺寸碳化硅單晶襯底的江蘇超芯星半導(dǎo)體有限公司（以下簡(jiǎn)稱“超芯星”），與董事長(zhǎng)劉欣宇展開了一場(chǎng)深度對(duì)話。

01

一戰(zhàn)成名：大尺寸碳化硅單晶擴(kuò)徑技術(shù)面世

2019年10月，“超芯星首推大尺寸擴(kuò)徑技術(shù)”的消息使超芯星獲得行業(yè)關(guān)注，同時(shí)也收到了疑問：這家名不見經(jīng)傳的企業(yè)來自何方？

劉欣宇回答道：“超芯星是由海外和國(guó)內(nèi)技術(shù)團(tuán)隊(duì)成立的，主攻6-8英寸碳化硅襯底的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化?！?/p>

超芯星的成立，源于劉欣宇對(duì)碳化硅的堅(jiān)持與熱愛。劉欣宇2001年赴歐深造，在國(guó)外企業(yè)及高校深耕碳化硅晶體生長(zhǎng)的研究，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化及產(chǎn)品的全球銷售。近年來，他越來越深刻地意識(shí)到國(guó)產(chǎn)碳化硅襯底極大的供需失衡，為了給國(guó)家碳化硅行業(yè)貢獻(xiàn)自己的力量，他選擇了創(chuàng)業(yè)。

“因碳化硅源自超新星爆炸產(chǎn)生的隕石，碳化硅襯底材料又屬于芯片領(lǐng)域，因此公司取名‘超芯星’。” 劉欣宇談到，“我們希望，超芯星能成為本行業(yè)的‘新星’。” 采訪中，劉欣宇的言談舉止都散發(fā)著對(duì)碳化硅的熱愛，并感染著身邊的人。

以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體材料，已在我國(guó)基本完成了從研發(fā)向規(guī)?；⑸虡I(yè)化生產(chǎn)的成功跨越，基本聚焦在4-6英寸碳化硅襯底的生產(chǎn)工作。國(guó)外碳化硅襯底已經(jīng)實(shí)現(xiàn)6-8英寸量產(chǎn)?！按蟪叽缣蓟枰r底給下游應(yīng)用帶來成本的大幅度降低和產(chǎn)能的提升。但要制造出大尺寸碳化硅，并非易事。別小看這2英寸的差距，背后都隱藏著研發(fā)人員無數(shù)個(gè)用汗水澆灌的日夜?！眲⑿烙钫f，“隨著晶體尺寸的擴(kuò)大，其生長(zhǎng)難度工藝呈幾何級(jí)增長(zhǎng)?！?/p>

但成功偏愛為敢闖敢試的人開“綠燈”。

2019年10月，成立僅半年的超芯星全國(guó)首推大尺寸擴(kuò)徑碳化硅單晶（163mm約6.5英寸）。這意味著向大尺寸碳化硅材料邁出了自主可控的第一步。

2020年，超芯星推出了國(guó)內(nèi)首臺(tái)套HTCVD碳化硅單晶生長(zhǎng)設(shè)備。

國(guó)際上碳化硅單晶產(chǎn)業(yè)化制備的主要方法有物理氣相傳輸法（PVT，Physical Vapor Transport）、高溫化學(xué)氣相沉積法（HTCVD, High Temperature Chemical Vapor Deposition）。

“目前國(guó)內(nèi)業(yè)內(nèi)尚未開展HTCVD法，這種方法相比PVT法制備的碳化硅晶體純度高、質(zhì)量?jī)?yōu)，同時(shí)生長(zhǎng)速率高、可持續(xù)生長(zhǎng)，將有助于提高碳化硅單晶襯底片質(zhì)量和產(chǎn)能，從而增大碳化硅襯底片供應(yīng)力度，降低碳化硅襯底片成本?！眲⑿烙钫劦溃俺拘峭瑫r(shí)開展PVT和HTCVD兩種技術(shù)路線，有助于該行業(yè)多元化產(chǎn)業(yè)化發(fā)展?！?/p>

02

發(fā)展：機(jī)遇與挑戰(zhàn)并行

具有禁帶寬度大、熱導(dǎo)率高、電子飽和遷移速率高和擊穿電場(chǎng)高等性質(zhì)的碳化硅器件，在高溫、高壓、高頻、大功率電子器件領(lǐng)域具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，正逐漸成為大功率半導(dǎo)體的主流，并已廣泛應(yīng)用在新能源汽車、軌道交通、光伏和風(fēng)力發(fā)電等多個(gè)領(lǐng)域。

根據(jù)Yole統(tǒng)計(jì)，碳化硅襯底材料市場(chǎng)規(guī)模將從2018年的1.21億美金增長(zhǎng)到2024年的11億美金，復(fù)合增速達(dá)44%。按照該復(fù)合增速，2027年碳化硅襯底材料市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到約33億美金。全球市場(chǎng)正在熱情擁抱碳化硅，尤其在中國(guó)，受中美貿(mào)易戰(zhàn)的影響，包括超芯星在內(nèi)的碳化硅的本土企業(yè)正在加速布局。

在劉欣宇博士看來，中美貿(mào)易戰(zhàn)讓中國(guó)意識(shí)到半導(dǎo)體材料自主自控的重要性，中國(guó)也因此迎來了碳化硅熱潮。而隨后發(fā)布的新基建、國(guó)家2030計(jì)劃和“十四五”國(guó)家研發(fā)計(jì)劃等政策，更是推動(dòng)了各地碳化硅材料產(chǎn)業(yè)的集聚和發(fā)展。但與此同時(shí)，國(guó)產(chǎn)碳化硅崛起，并非易事。

“中國(guó)碳化硅行業(yè)依舊被‘卡脖子’，只有研發(fā)出真正有實(shí)力的產(chǎn)品，才能更好地發(fā)展。在當(dāng)下，做好內(nèi)功、上下游協(xié)同，逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)替代、全面自主可控?！?劉欣宇談到。

但誠(chéng)如他所言，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)本身的產(chǎn)業(yè)屬性，建設(shè)周期長(zhǎng)、固定資產(chǎn)投入大，要想在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)收益，對(duì)于初創(chuàng)公司是一個(gè)挑戰(zhàn)。而與此同時(shí)，中國(guó)半導(dǎo)體的人才荒問題也必須引起重視。按照2020年我國(guó)集成電路產(chǎn)業(yè)達(dá)到一萬億元產(chǎn)值來算，至少需要70萬名相關(guān)人才碳化硅生產(chǎn)廠家，但現(xiàn)在不到30萬人，缺口超過40萬人?！皣?guó)家正在大力推進(jìn)人才建設(shè)，我們企業(yè)也在積極培養(yǎng)人才?！?劉欣宇說。

心里有火，眼里有光。

在國(guó)家政策和技術(shù)硬實(shí)力的雙重驅(qū)動(dòng)下，兩年時(shí)間里，超芯星完成了產(chǎn)品的迭代升級(jí)和幾輪融資，這是超芯星日益壯大的發(fā)展史。

在成立的第一年里，超芯星推出了國(guó)內(nèi)首創(chuàng)大尺寸碳化硅單晶擴(kuò)徑技術(shù)；第二年，超芯星又推出了全國(guó)首臺(tái)套HTCVD碳化硅單晶生長(zhǎng)設(shè)備。那在第三個(gè)年頭以及未來更多的日夜里，超芯星又將帶來哪些驚喜？

劉欣宇用明朗的語氣答道：“我們堅(jiān)信技術(shù)創(chuàng)新帶來的產(chǎn)業(yè)紅利，超芯星會(huì)在不斷技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)品迭代的過程中為下游器件客戶提供更多大尺寸高質(zhì)量的襯底，滿足應(yīng)用市場(chǎng)?！?/p>

一紙記載，滿腔情懷，歡迎指正

THE END

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