李斌介绍 ， 碳化硅晶体的生长条件十分严苛 ， 不仅需要经历高温还需要压力精确控制的生长环境 ， 同时这些晶体的生长速度很缓慢 ， 生长质量也不易控制 。在生长的过程中即便只出现一丝肉眼无法察觉的管洞 ， 也可能影响晶体的生长质量 。碳化硅晶体的生长过程就如同“蒙眼绣花”一样 ， 因为温度太高 ， 难以进行人工干预 ， 所以晶体的生长过程十分容易遭到扰动 ， 而如何在苛刻的生长条件下稳定生长环境 ， 恰恰是晶体生长最核心的技术 。要想生产出高质量的碳化硅晶片 ， 就必须攻克这些技术难关 。
山西烁科经过反复钻研攻关 ， 最终完全掌握了这项技术 ， 打破了国外垄断 ， 实现了高纯度碳化硅单晶的商业化量产 。现在 ， 山西烁科碳化硅半导体材料产能国内之一 ， 市场占有率超过50% 。
山西烁科粉料部经理马康夫介绍 ， 碳化硅晶片之所以如此珍贵 ， 除了它应用范围广泛外 ， 还因为其生产技术非常不易掌握 。一个直径4英寸的晶片一次可以做出1000个芯片 ， 而直径6英寸的晶片一次则可以做成3000个芯片 。但从4英寸到6英寸 ， 晶体的生长是最难破解的关键技术 。
市场潜力还远未被全部挖掘
碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好 ， 除作磨料用外 ， 还拥有很多用途 ， 例如：以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁 ， 可提高其耐磨性而延长使用寿命1—2倍；用以制成的高级耐火材料 ， 耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好；低品级碳化硅（含碳化硅约85％）是极好的脱氧剂 ， 用它可加快炼钢速度 ， 并便于控制化学成分 ， 提高钢的质量；此外 ， 碳化硅还大量用于 *** 电热元件硅碳棒 。
李斌分析认为 ， 目前碳化硅产业原材料占企业成本的65% ， 到2025年 ， 仅山西烁科一家企业的原材料需求就可达6.5亿元左右 。
今年以来 ， 有10多个碳化硅项目在全国各地开工或取得积极进展 ， 可谓遍地开花：露笑科技在安徽合肥投资100亿元 ， 发展碳化硅等第三代半导体材料的研发及产业化项目 ， 还投资7亿元在浙江绍兴建成了碳化硅衬底片项目；华大半导体在浙江宁波投资10.5亿元的项目 ， 计划年产8万片4—6英寸碳化硅衬底及外延片、碳化硅基氮化镓外延片；中科钢研在山东青岛建成集成电路产业园 ， 有望打破碳化硅晶体衬底片依赖进口的局面；ROHM-臻驱科技在上海联合成立的实验室 ， 致力于开发、测试及推广以碳化硅为基础材料的功率半导体技术……
毛开礼表示 ， 虽然碳化硅可被应用于新能源汽车、高铁机车、航空航天和无线通信等多个领域 ， 可谓“万物皆可碳化硅” ， 但碳化硅的市场潜力还远未被挖掘 ， 如果从产业链中游来看 ， 我国第三代半导体器件市场有着巨大的增长空间 ， 或能成为倒逼上游材料发展的一大动力 。
王海滨
来源： 科技日报
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