中國粉體網(wǎng)訊 陳小龍，博士，德國海德堡大學和巴洛意特大學洪堡學者�，F(xiàn)任中科院物理研究所研究員，博士生導師，1999年獲國家杰出青年科學基金，2003年入選中國科學院“百人計劃”，2004年至今兼任中國晶體學會副理事長和國際衍射數(shù)據(jù)中心(ICDD)中國區(qū)主席，2007年獲ICDD Fellow稱號，2009年成為“新世紀百千萬人才工程”國家級人選，2009年獲第五屆“發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎”特等獎，作為負責人帶領(lǐng)寬禁帶半導體材料研究與應用團隊獲2010年度“中國科學院先進集體”榮譽稱號。
多年漫漫探索路
第三代半導體材料通常又被稱為寬禁帶半導體材料或高溫半導體材料。其中，碳化硅和氮化鎵在第三代半導體材料中是發(fā)展成熟的代表。碳化硅晶片是一種寬禁帶半導體材料，具有禁帶寬度大，臨界擊穿場強大，熱導率高，飽和漂移速度高等諸多特點，擁有廣闊的應用前景。
但碳化硅晶體生長難度很大，需要在2300℃以上進行，加上生長過程中化學成分容易偏離，導致許多缺陷的形成，國際上的研究進展一直很緩慢。早在1991年，美國科銳公司就推出了碳化硅晶片產(chǎn)品，而我國的碳化硅晶體研究則從上世紀90年代末才剛剛起步。1999年，陳小龍和他的團隊開始了對碳化硅晶體的研究，此時，國外對該技術(shù)嚴格保密，陳小龍團隊只能從基本原理做起，很多基礎(chǔ)的實驗和基本規(guī)律，都是自己一點一點摸索出來的，經(jīng)過7年的努力，陳小龍及團隊把晶體尺寸從厘米級擴大到2英寸。
然而，早年碳化硅晶片的價格十分昂貴，在2006年，一片2英寸碳化硅晶片的國際市場價格高達500美元仍供不應求。碳化硅晶片高昂的價格嚴重制約了第三代半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此采用先進的碳化硅晶體生長技術(shù)，實現(xiàn)規(guī)�；a(chǎn)，降低碳化硅晶片生產(chǎn)成本，將促進第三代半導體產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，拓展市場需求。2006年，中科院物理所成立天科合達，依托陳小龍團隊中在碳化硅領(lǐng)域的研究成果，開發(fā)碳化硅晶體生長爐和碳化硅晶體生長、加工技術(shù)及專業(yè)設(shè)備致力于碳化硅晶片的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
打破國外壟斷，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化
陳小龍帶領(lǐng)的科研團隊和天科合達專注于提高碳化硅晶體的質(zhì)量，以及大尺寸碳化硅晶體的研發(fā)，將先進的碳化硅晶體生長和加工技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，大規(guī)模生產(chǎn)和銷售具有自主知識產(chǎn)權(quán)的碳化硅晶片。
美國科銳公司作為碳化硅襯底供應商，曾經(jīng)長期壟斷國際市場。2011年，科銳公司發(fā)布了6英寸碳化硅晶體，同年，天科合達才開始量產(chǎn)4英寸碳化硅晶體。2013年，陳小龍團隊開始進行6英寸碳化硅晶體的研發(fā)工作，用了近一年的時間，團隊研發(fā)的國產(chǎn)6英寸碳化硅晶體襯底問世。從實驗室邁向市場的道路并非一帆風順，天科合達成立13年來，在很長一段時間里都未實現(xiàn)盈利。陳小龍團隊及投資方一直堅持，從未放棄，終于，天科合達在國內(nèi)首次實現(xiàn)碳化硅晶體的產(chǎn)業(yè)化，打破了國外長期的技術(shù)封鎖和壟斷。
堅守初心，砥礪前行
此前，全球只有4家企業(yè)能夠?qū)崿F(xiàn)6英寸晶片批量生產(chǎn)，其中美國3家、日本1家，如今天科合達也成功躋身其中。作為國內(nèi)碳化硅晶片生產(chǎn)制造的先行者，天科合達生產(chǎn)的碳化硅晶片不僅技術(shù)成熟，還低于國際同類產(chǎn)品價格。
經(jīng)科研團隊和市場銷售團隊的共同努力，目前天科合達已向國內(nèi)60余家科研機構(gòu)批量供應晶片，推動了碳化硅外延、器件等相關(guān)的基礎(chǔ)研究，帶動中車集團等20多家企業(yè)進入下游外延、器件和模塊產(chǎn)業(yè)，在國內(nèi)形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，推動了我國寬禁帶半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時對新疆地區(qū)高科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了引領(lǐng)和帶動作用，填補了疆內(nèi)寬禁帶半導體產(chǎn)業(yè)的空白。此外，天科合達的碳化硅晶片產(chǎn)品還大量出口至歐洲、美國和日本等20多個國家和地區(qū)。
陳小龍表示：“碳化硅晶體研發(fā)的路上還有很長的路要走，需堅守初心、砥礪前行，未來幾年天科合達還會繼續(xù)加大研發(fā)投入，走自主創(chuàng)新國產(chǎn)化道路，把這一產(chǎn)業(yè)做強做大，推動國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展！”
參考資料：
高科技與產(chǎn)業(yè)化.陳小龍：國產(chǎn)碳化硅晶片產(chǎn)業(yè)的探路先鋒
寬禁帶半導體技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟.陳小龍：碳化硅晶圓國產(chǎn)化先鋒
中國科學報.中國最大碳化硅廠：重視基礎(chǔ)研究 很多人不理解
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