喬建彬

全國產(chǎn)化設(shè)備 解決“卡脖子”問題

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

走進(jìn)爍科晶體碳化硅生產(chǎn)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(nèi)，工作人員不時站在設(shè)備前傾著身子仔細(xì)觀察，材料室內(nèi)，研究人員正在專注檢驗。

“現(xiàn)在，我們所使用的粉料合成設(shè)備、長晶爐都是自己研發(fā)、自己生產(chǎn)的設(shè)備。設(shè)備的配套產(chǎn)品和功能元器件能滿足長期、穩(wěn)定、可靠的使用要求，同時節(jié)能效果好，具有連續(xù)工作高穩(wěn)定性和良好精度保持性?！瘪R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(jìn)的第三代半導(dǎo)體材料，具有耐高壓、高頻、大功率等優(yōu)良的物理特性，是衛(wèi)星通信、特高壓、軌道交通、電動汽車、通信基站等重要領(lǐng)域的核心材料，尤其是在航天、軍工、核能等極端環(huán)境應(yīng)用領(lǐng)域里有著不可替代的優(yōu)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(qiáng)大的5G芯片心臟，碳化硅晶片就是5G芯片最理想的襯底?！瘪R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(guān)鍵的工序是晶體生長?！疤蓟杈w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(nèi)經(jīng)受高達(dá)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?！瘪R康夫介紹，從10.16厘米到15.24厘米，最關(guān)鍵的是晶體的生長。在這個生長過程中，晶體很容易出現(xiàn)缺陷，有個指標(biāo)叫微管，就是晶體中出現(xiàn)的大概只有頭發(fā)絲幾十分之一細(xì)的一個管狀孔洞，眼睛是看不到的。一旦出現(xiàn)微管，整個晶體就不合格了。由于溫度太高，沒辦法進(jìn)行人工干預(yù)，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(shù)。

擁有核心技術(shù) 才有“長跑”能力

是否擁有核心技術(shù)，決定著一家高新技術(shù)企業(yè)能否走遠(yuǎn)，能否持續(xù)“長跑”。

據(jù)了解，碳化硅單晶的制備一直是全球性難題，而高穩(wěn)定性的晶體生長工藝則是其中最核心的技術(shù)。此前，這項技術(shù)只掌握在少數(shù)發(fā)達(dá)國家手里，全球也僅有極少數(shù)企業(yè)能商業(yè)化量產(chǎn)。由于我國的半導(dǎo)體材料長期依賴國外進(jìn)口，由此帶來的問題就是半導(dǎo)體材料價格昂貴、渠道十分不穩(wěn)定，而且產(chǎn)品的質(zhì)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(shù)受制于人的“卡脖子”之痛，我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)突破技術(shù)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(shù)上“卡脖子”，不如自己干。在第三代半導(dǎo)體材料上“彎道超車”，是打破前兩代半導(dǎo)體核心技術(shù)被國外壟斷的機(jī)遇。為此，從2009年起，該公司投入大量資金，經(jīng)過近十年的大量技術(shù)攻關(guān)，最終完全掌握了這項技術(shù)，一舉突破國外對我國碳化硅晶體生長技術(shù)的長期封鎖，并達(dá)到國際先進(jìn)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(fā)，并順利實現(xiàn)了10.16厘米高純度碳化硅單晶的商業(yè)化量產(chǎn)。

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(chǎn)品成品?！?021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(jīng)理李斌介紹，本著生產(chǎn)一代、研發(fā)一代、儲備一代的原則，公司每年拿出20%的收入用于技術(shù)研發(fā)，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(xù)占據(jù)市場前端，“現(xiàn)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(fā)揮創(chuàng)新發(fā)展優(yōu)勢

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，科技人才是核心生產(chǎn)力。為實現(xiàn)技術(shù)突破，爍科晶體在高端人才引進(jìn)方面不遺余力。該公司利用中國電科集團(tuán)平臺優(yōu)勢，制訂了專業(yè)的人才引入機(jī)制，并引入專業(yè)人才負(fù)責(zé)碳化硅材料研制，培養(yǎng)和帶起了屬于自己的核心技術(shù)團(tuán)隊。在碳化硅晶體進(jìn)入量產(chǎn)化階段，該公司在前期聚焦技術(shù)研發(fā)的基礎(chǔ)上，又通過引入專業(yè)管理團(tuán)隊加強(qiáng)經(jīng)營管理，此舉不僅提高了碳化硅晶體產(chǎn)量，提升了公司管理人員的管理意識，更擴(kuò)大了產(chǎn)品的市場占有率。

據(jù)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?！皥F(tuán)隊融合度高，產(chǎn)生了高效的運作管理模式。研發(fā)和生產(chǎn)高度結(jié)合，研發(fā)隨時可根據(jù)生產(chǎn)需求作出調(diào)整?！崩畋蠼榻B，該公司正計劃從國內(nèi)硅行業(yè)中請專家團(tuán)隊進(jìn)一步提升加工水平，在起步階段就按照最高標(biāo)準(zhǔn)來做。

在后備人才的培養(yǎng)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(yè)生的基礎(chǔ)上，2021年還將增加100人左右。發(fā)展的關(guān)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(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先外，還通過實行員工持股計劃，不斷激發(fā)工作積極性，增強(qiáng)員工的主人翁意識。

李斌表示，從企業(yè)落地之初，山西綜改示范區(qū)就給予大力支持。在建設(shè)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(xué)等方面很多優(yōu)惠政策。

“爍科晶體2021年仍將投入2億～3億元增加設(shè)備，并將在2022年進(jìn)軍科創(chuàng)板，未來兩三年內(nèi)投資5億～10億元，建設(shè)一個基于5G通信網(wǎng)絡(luò)的智能化數(shù)字化車間，把1 000臺設(shè)備全部連接起來進(jìn)行信息化監(jiān)測?！崩畋蟊硎荆邆淞颂鞎r、地利、人和，對打造一個百億產(chǎn)值、千億市值的公司充滿信心。