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    5G在龙江丨5G 未来从“芯”开始

    □本报记者 张翎

    提到5G,人们首先想到的就是快,而5G的高速离不开强劲的内“芯”。第三代半导体材料是生产5G芯片的关键,而碳化硅(SiC)是其中的典型代表。在位于哈尔滨新区的科友半导体晶体实验室,工作人员向记者展示了自主研发的碳化硅晶片。

    科友半导体是一家主营SiC衬底和装备的国家级高新技术企业,公司依托自主设备和技术研发的6英寸SiC单晶在厚度上突破32毫米,打破了国外长期控制的技术壁垒,处于行业领先地位。公司董事长兼总经理赵丽丽告诉记者,SiC晶片是目前全球最先进的第三代半导体材料,是制造高温、高频大功率半导体器件的理想衬底。

    众所周知,目前绝大多数的芯片、半导体、电子零部件等都是由硅制作的,硅基器件在低压、低频、中功率等场景,应用非常广泛。然而,随着新能源和5G通信等的发展,对于电力转换效率提出了更高的要求,硅基器件已逼近物理极限,以SiC为代表的第三代半导体材料逐渐登上历史舞台,尤其是搭载SiC功率器件的特斯拉Model3车型的问世,让SiC成功出圈,各大头部车企都开始布局碳化硅功率器件量产上车。

    厚度0.35毫米,约为3张A4纸的厚度;直径4英寸或6英寸,和一张CD光盘差不多,这就是SiC晶片。就是这样一个薄薄的圆片,市场售价却在1000美元以上,还经常“一片难求”。

    碳化硅晶片为何这么抢手?赵丽丽说,相比于硅材料而言,SiC材料具有耐高温、耐高压、耐高频等特性,除电动汽车、5G通信外,在智能电网、轨道交通及国防、航空航天等领域,碳化硅晶片也有着广阔的应用前景,它的研究和应用极具战略意义,被视作国家新一代信息技术核心竞争力的重要支撑。“搭载SiC,电动车不但更加节能,还可以提升续航里程,同时实现更紧凑的动力系统布局,为车辆提供更加充裕的空间;应用于LED器件的制作,显示屏的亮度会更高,寿命也将更长,同时可以降低能耗。”

    科友半导体一直致力于半导体晶体材料,特别是第三代半导体材料的装备设计开发、关键工艺技术研发及科研成果产业化工作。赵丽丽告诉记者,在即将开幕的世界5G大会上,科友半导体将向全世界和整个行业展示包括SiC长晶炉装备、SiC单晶及衬底材料在内的多项优秀产品。

    记者了解到,目前,SiC制成的晶片主要应用在两个方面。一个是作为衬底用于制作射频器件,如5G通信和基站建设。另一个作用是用于制造电力电子器件,如城际高速铁路、电动汽车和新能源汽车充电桩。

    科友半导体在技术研发的同时,不断向产业化方向迈进,目前已形成从材料到衬底和装备的自主知识产权体系,具备规模化生产条件。赵丽丽透露,科友半导体产学研聚集区项目一期生产车间、办公楼及展示厅正抓紧设备铺装,有望年内投产,预计未来两年可实现年产20万片~30万片碳化硅衬底的产能,成为碳化硅衬底重要供应商。

    在全球”碳达峰”和“碳中和”大背景下,碳化硅赛道已进入黄金发展期。科友半导体的目标也更为长远。“未来,我们将努力实现碳化硅材料端从材料提纯——装备制造——晶体生长——衬底加工——外延晶圆的全产业链闭合,成为行业内顶尖的材料端全闭合企业。同时,我们将强化上下游研发和产业合作,为构建全方位、多领域、深层次的全球半导体科技和产业合作体系,搭建5G创新链、产业链、供应链生态平台,为5G赋能千行百业,作出科友贡献。”赵丽丽自信地说。

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