2013年大學畢業(yè)進入碳化硅研發(fā)團隊工作，現(xiàn)擔任山西爍科晶體有限公司粉料部經(jīng)理的馬康夫，近十年的職場打拼都是在圍著“碳化硅”轉(zhuǎn)。成長的喜悅和煩惱都是為了一片片薄薄的碳化硅晶片。
2020年9月，山西爍科晶體有限公司整體由市區(qū)遷至位于山西綜改示范區(qū)的中國電科(山西)碳化硅材料產(chǎn)業(yè)基地。3月12日，記者在基地辦公大樓一層大廳看到，碳化硅粉料、碳化硅單晶錠、碳化硅晶片等展品一字排開，閃爍著特有的光澤。這一件件凝結(jié)著科研、生產(chǎn)人員智慧和心血的展品，印證了爍科人矢志不渝，突破碳化硅材料“卡脖子”技術(shù)的艱辛之路。
從研制碳化硅單晶生長爐起步，歷經(jīng)11年艱苦探索，攻克生產(chǎn)碳化硅晶片的兩大關(guān)鍵技術(shù)——
實現(xiàn)從0到1的跨越
據(jù)介紹，碳化硅是全球最先進的第三代半導體材料，和第一代的硅、第二代的砷化鎵材料相比，具有耐高壓、高頻、大功率等優(yōu)良的物理特性。一片狀如光盤、厚度僅500微米的高純半絕緣碳化硅晶片市場售價近萬元，是新一代雷達、衛(wèi)星通信、5G基站等重要領(lǐng)域的核心材料。導電型的碳化硅晶片也可用在高壓輸變電、軌道交通、電動汽車等領(lǐng)域。
長期以來，我國碳化硅從粉料到晶片依賴進口，渠道不穩(wěn)定，質(zhì)量不可控，且價格昂貴。爍科公司碳化硅研發(fā)團隊從研制碳化硅單晶生長爐起步，到攻克生產(chǎn)碳化硅晶片的兩大關(guān)鍵技術(shù)——晶體生長和晶片加工，歷經(jīng)11年的艱苦探索，成功實現(xiàn)從0到1的跨越。
核心技術(shù)是國之重器。市場換不來核心技術(shù)，有錢也買不來核心技術(shù)，必須靠自己研發(fā)、自己發(fā)展。’習近平總書記的重要指示，我們時刻牢記在心。”該公司總經(jīng)理李斌回憶說，十余年來，碳化硅研發(fā)團隊兩代科研人員潛心鉆研碳化硅單晶生長爐的研制，掌握了晶片加工的制備工藝，在國內(nèi)率先完成4英寸高純半絕緣碳化硅單晶襯底材料的工程化和6英寸N型以及高純半絕緣碳化硅單晶襯底的研發(fā)，一舉突破國外對我國碳化硅晶體生長技術(shù)的長期封鎖。
走進基地單晶生長車間，記者透過玻璃幕墻看到，靜靜的車間里，數(shù)百臺生長設(shè)備整齊排列，溫度高達2000攝氏度以上的生長爐內(nèi)每分每秒都在發(fā)生著變化。
然而，在生長的過程中，晶體中如果出現(xiàn)僅有頭發(fā)絲幾十分之一細的管狀孔洞也可能影響整個晶體的生長質(zhì)量，且由于爐內(nèi)溫度過高，無法人工干預(yù)。把生長好的晶錠用金剛石線切成一片一片的圓片，再進行研磨、拋光，對環(huán)境、工藝的要求十分苛刻。馬康夫介紹說：“我們用了十多年時間突破了這兩大關(guān)鍵技術(shù)，整個團隊中既有擅長設(shè)備的，又有研究材料、工藝的。遇到難題，大家從各自領(lǐng)域查找問題，集中力量展開攻關(guān)，不理出個頭緒來，連飯也顧不上吃。”
為了實現(xiàn)從0到1的跨越，碳化硅研發(fā)團隊引進了1名外國專家、從培養(yǎng)了多名國內(nèi)碳化硅領(lǐng)域領(lǐng)軍人才的山東大學引進了魏汝省博士等數(shù)名專業(yè)人才。集團撥付了專項人才引進資金，支持碳化硅產(chǎn)業(yè)做強做優(yōu)。
從開工到投產(chǎn)用時僅10個月，目前碳化硅半導體材料國內(nèi)市場占有率超過50%——
闊步從1邁向100
如何實現(xiàn)從1到100的跨越?以土地置換的方式，整體退城入園!
2018年，山西省政府與中電科集團達成戰(zhàn)略合作關(guān)系，展開全方位合作。通過吸引上游企業(yè)，形成產(chǎn)業(yè)聚集效應(yīng)，完善三代半導體產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈，建成國內(nèi)最大的碳化硅材料供應(yīng)基地。這是央地合作的重大戰(zhàn)略布局，將徹底破解國外對我國碳化硅封鎖的局面，實現(xiàn)完全自主可供。
中國電科(山西)碳化硅材料產(chǎn)業(yè)基地占地150畝，一期項目于2019年4月開工建設(shè)，9月主體封頂，12月設(shè)備開始搬入，2020年2月實現(xiàn)項目投產(chǎn)，前后用時僅10個月。一期項目達產(chǎn)后，將形成年產(chǎn)18萬片N型碳化硅單晶晶片、5萬片高純半絕緣型碳化硅單晶晶片的產(chǎn)能。目前，基地已建成粉料合成及單晶生長車間1棟，加工清洗及檢測車間1棟，建筑面積達2.6萬平方米，擁有設(shè)備500余臺;實現(xiàn)了高純度碳化硅單晶的商業(yè)化量產(chǎn)，高純碳化硅粉料純度和晶體良品率居于國際先進水平。
“基地的粉料合成設(shè)備、單晶生長設(shè)備都是我們自己研發(fā)、生產(chǎn)的全國產(chǎn)化設(shè)備。2020年，碳化硅晶片產(chǎn)量達3萬余片，市場占有率超過50%。今年，還將投資大力提升車間的智能化水平，建設(shè)基于5G技術(shù)的智能化、數(shù)字化車間，各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的技術(shù)參數(shù)在中控室一屏可視。”李斌介紹說。
完成1到100的跨越，提升生產(chǎn)管理組織的精細化、科學化水平是重要環(huán)節(jié)。中電科集團加強頂層設(shè)計，整合內(nèi)部資源，2020年1月，河北普興公司趙麗霞博士管理團隊融入爍科公司，并將碳化硅業(yè)務(wù)以及設(shè)備一同并入。
更為深刻的變化是，原僅有20多人的碳化硅研發(fā)團隊于2018年10月成立爍科公司，到現(xiàn)在員工人數(shù)達到近300人，其中博士研究生4名。今年，公司將繼續(xù)引進各類人才100余人。在2019年完成第一輪核心骨干持股的基礎(chǔ)上增股5000萬元，啟動第二輪員工持股，充分調(diào)動員工積極性主動性，用事業(yè)留人、用待遇留人。
聚焦“六新”突破，轉(zhuǎn)型發(fā)展蹚新路。《山西轉(zhuǎn)型綜合改革示范區(qū)“十四五”時期高質(zhì)量高速度發(fā)展行動方案》提出：搶抓國產(chǎn)化替代機遇，拓展與中國電科戰(zhàn)略合作，構(gòu)建“材料-設(shè)備-芯片設(shè)計-芯片制造-封裝-應(yīng)用”產(chǎn)業(yè)鏈，打造第三代半導體材料和器件產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。
實現(xiàn)“百億產(chǎn)值、千億市值”——在中電科集團產(chǎn)業(yè)版圖上，碳化硅材料產(chǎn)業(yè)基地亦被寄予厚望。今年春節(jié)剛過，國內(nèi)已有多家廠商前來考察商討碳化硅材料的拓展應(yīng)用。3月中旬，中電科集團派出券商機構(gòu)前來對接，助力爍科公司早日上市。李斌充滿信心地說：“山西省對戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)執(zhí)行每度電0.3元，綜改示范區(qū)對基地建設(shè)、人才引進給予大力扶持……更加堅定了我們加快發(fā)展的決心和信心。把核心技術(shù)牢牢掌握在自己手里，我們過去是這樣走過來的，今后還將更堅定地走下去!”
