天岳先進(jìn)全面邁進(jìn) 英寸碳化硅新時(shí)代
讓世界用上中國(guó)“芯”
3月26日，在上海SEMICON China 2025大會(huì)上，山東天岳先進(jìn)科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“天岳先進(jìn)”）發(fā)布了12英寸高純半絕緣、p型碳化硅襯底，這是公司自去年11月全球首發(fā)12英寸N型碳化硅襯底以來，又一重大技術(shù)突破，標(biāo)志著天岳先進(jìn)全面邁進(jìn)12英寸碳化硅新時(shí)代。
3月31日，記者在天岳先進(jìn)公司展廳，看到了這三張“寶貝”，好似三張透明的、金色的、深藍(lán)色的“大號(hào)光盤”。據(jù)介紹，12英寸襯底的直徑是30厘米，8英寸襯底直徑是20厘米。而從直徑20厘米擴(kuò)大到30厘米，天岳先進(jìn)要做的，不僅僅是簡(jiǎn)單放大。
因碳化硅的合成非常困難，高純?cè)显?000多度的高溫下分解成原子，在溫度梯度的控制下“長(zhǎng)”在籽晶上。晶體生長(zhǎng)的關(guān)鍵是不能“亂長(zhǎng)”，只能長(zhǎng)成“4H”這一種晶型，其他200多種晶型都不適宜做半導(dǎo)體材料。用宏觀的“爐子”去控制微觀的原子世界，其難度比“老君煉丹”還難。
“‘長(zhǎng)’出一爐晶體，有溫度、溫度梯度、時(shí)間等幾十個(gè)參數(shù)，每一個(gè)參數(shù)的調(diào)整又可能引發(fā)其他參數(shù)的變化，我們就一個(gè)參數(shù)一個(gè)參數(shù)地調(diào)，一爐接一爐地試，經(jīng)過幾千次的實(shí)驗(yàn)，終于把12英寸襯底‘長(zhǎng)’成了?！碧煸老冗M(jìn)董事長(zhǎng)宗艷民說。
山東天岳先進(jìn)科技股份有限公司外景圖。
“12英寸碳化硅襯底的發(fā)布，標(biāo)志著碳化硅技術(shù)在晶圓尺寸上的新高度，預(yù)示著行業(yè)即將進(jìn)入一個(gè)全新的發(fā)展階段，而天岳先進(jìn)成為全球碳化硅襯底技術(shù)革新者與領(lǐng)跑者。”宗艷民介紹，12英寸產(chǎn)品在產(chǎn)品面積上較8英寸持續(xù)擴(kuò)大，單片晶圓芯片產(chǎn)出量躍升2倍以上，“簡(jiǎn)單來講，就是尺寸越大，降本增效越明顯?！?/p>
12英寸產(chǎn)品，是尚未推向市場(chǎng)的“新生兒”。目前，天岳先進(jìn)的主打產(chǎn)品8英寸襯底，已經(jīng)在市場(chǎng)上站穩(wěn)了腳跟。宗艷民介紹，他們的襯底質(zhì)量水平國(guó)際領(lǐng)先，微管缺陷穩(wěn)定為0，位錯(cuò)缺陷每平方厘米幾個(gè)到幾十個(gè)，明顯優(yōu)于同行業(yè)。
因?yàn)橘|(zhì)量可靠，天岳先進(jìn)的碳化硅襯底不僅供應(yīng)國(guó)內(nèi)廠商，還銷售到德國(guó)博世、英飛凌等世界知名公司。據(jù)國(guó)際權(quán)威媒體的最新報(bào)告，2024年，天岳先進(jìn)全球碳化硅襯底的市場(chǎng)占有率為22.8%，位居國(guó)際第一梯隊(duì)。碳化硅襯底占芯片價(jià)值的50%左右，可以說，天岳先進(jìn)“讓世界用上了中國(guó)‘芯’?！?/p>
碳化硅襯底自主供應(yīng)，對(duì)我國(guó)產(chǎn)業(yè)將產(chǎn)生何種影響？宗艷民給記者舉出了一組數(shù)據(jù)：一片6英寸碳化硅襯底，做成的芯片就能“武裝”兩輛電動(dòng)汽車。碳化硅作為性能優(yōu)越寬禁帶半導(dǎo)體，用它做成的芯片比硅芯片更耐高壓、耐高溫，工作效率更高，可提升續(xù)航里程10%。置于充電樁內(nèi)，充電時(shí)間能夠從幾小時(shí)縮短到幾分鐘。類似的，碳化硅芯片用在風(fēng)能、太陽能發(fā)電的逆變器上，比用硅基芯片功率密度提高3倍、體積減小40%-60%，損耗降低50%以上，一顆碳化硅芯片在全生命周期內(nèi)可以減排1噸二氧化碳。
天岳先進(jìn)碳化硅底襯產(chǎn)品。
“天岳先進(jìn)的12英寸高純半絕緣型碳化硅襯底產(chǎn)品，憑借良好的光學(xué)性能優(yōu)勢(shì)，正在通過光波導(dǎo)技術(shù)路線，加速AR眼鏡的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。隨著光波導(dǎo)技術(shù)的進(jìn)步與量產(chǎn)，高端AR眼鏡將逐步變得更輕薄。
一家2010年才成立的公司，是怎樣從無到有“煉”出碳化硅的？宗艷民說，他學(xué)的是硅酸鹽專業(yè)，一直懷著材料報(bào)國(guó)的夢(mèng)想。得知山東大學(xué)晶體材料研究所在實(shí)驗(yàn)室成功培育出碳化硅單晶，但無法產(chǎn)業(yè)化。2011年他決心買下山東大學(xué)的5個(gè)專利，押上全部身家，開啟了他的“碳化硅”之旅。十多年間，無論遇到多大的困難，他一直堅(jiān)定地專注于碳化硅襯底這一個(gè)方向。他的目標(biāo)是，盡快把碳化硅襯底做到全球第一，為新能源及AI等下游產(chǎn)業(yè)提供自主可靠的國(guó)產(chǎn)化材料支撐。
（大眾新聞·大眾日?qǐng)?bào)記者 楊學(xué)瑩 孫業(yè)文 實(shí)習(xí)生 武詠潔 邵子源）