01版：要闻
本报记者 关一文
说起碳化硅晶片，人们可能会觉得陌生。但在我们熟悉的新能源汽车和5G通信中，它却发挥着至关重要的作用。5G之所以速度快，是因为它有强大的5G芯片，而碳化硅晶片，正是5G芯片理想的衬底。位于保定市高新区的河北同光晶体有限公司，就是从事第三代半导体材料碳化硅单晶片研发、生产、销售的战略新兴企业。乘着京津冀协同发展的政策东风，近日，依托中科院研发成果，第三代半导体材料碳化硅单晶在保定实现批量生产。
■自主研发 用创新激活中国“芯”
一张薄薄的圆片，直径4英寸或6英寸，和一张CD光盘差不多。2019年10月，在日本碳化硅半导体行业国际展会现场，同光晶体惊艳呈现碳化硅单晶系列产品，将中国高品质碳化硅推向国际，让国外同行盛赞其为国际碳化硅领域的“中国黑马”。
同光晶体成立于2012年5月，依托于中科院半导体所，是国内率先实现量产第三代半导体材料碳化硅单晶衬底的高科技企业。目前，产品包括4英寸、6英寸高纯半绝缘型以及导电型碳化硅单晶衬底材料。
以碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）为代表的第三代半导体材料，因其禁带宽度大于2.2eV而被称为宽禁带半导体。宽禁带的结构决定了第三代半导体材料在高温、高频、高功率的工作环境下将拥有更加优异的性能，同时兼具这些性能特点让第三代半导体材料不仅在以传统硅基半导体为主导的存量市场有更出色的表现，也在一些如新能源汽车、高压快充等新兴起的领域可成为下游应用厂家无可替代的选择。
核心技术必须立足于自主创新。
自2012年成立以来，同光晶体攻克高纯碳化硅原料合成、缺陷控制、杂质含量、产品优良率等关键核心技术，紧扣国家创新驱动发展，与国家和省重大项目衔接，并持续在聚集人才、平台搭建方面出实招集聚优势资源。
无论是2014年自主研发的4英寸碳化硅晶片“出炉”并于次年量产，还是目前应用在5G基建等射频领域的6英寸高纯半绝缘型碳化硅单晶，各项技术指标达到国际先进水平，实现规模化生产。
此外，如今同光晶体与国有芯片制造企业中国电子科技集团所属研究所建立了稳定的合作关系，将高品质碳化硅单晶衬底应用到我国5G基建建设中，打破行业壁垒，填补国内市场空白，为中国第三代半导体产业做大做强贡献了新力量。
■搭建平台 京保科创要素加速聚集
“公司在科研方面与院士团队建立了紧密的联系。内部设有院士工作站、博士后流动站并由院士作为导师，还通过建立联合研发中心，与院士团队合作进行课题研究。”同光晶体董事长郑清超告诉记者，近年来，同光晶体立足产学研结合，抓住京津冀协同发展新机遇，建成系列高端科研创新平台。
据介绍，2017年，同光晶体与北京中科院半导体所、北京大学、清华大学联合发起的第三代半导体材料检测平台在保定落地，填补了河北省新材料专业检测平台的空白。平台以产学研创新模式搭建，跨越京津冀，主动对接雄安，为第三代半导体产业的稳定有序发展提供技术支撑和服务。
其中，与中科院半导体所合作建立“SiC单晶材料与应用研究联合实验室”“第三代半导体材料联合研发中心”，成为中科院半导体所驻保定市高新区重要成果转化基地，引进以中科院李树深、夏建白、郑厚植等院士为领军的科研团队。
同时，该公司还与科研院所、上下游企业联合成立“中国电谷第三代半导体产业技术创新战略联盟”。
■未来可期 应用市场将达到170亿元规模
“一代材料一代器件，一代器件一代应用”，新兴材料的崛起是半导体产业发展的必然路径。郑清超告诉记者，公司早在初创时期便意识到半导体材料的进步对下游应用有直接且深远的影响。
同光晶体从2012年创建以来通过不断打磨及扩充产能，为下游厂商提供良率更高，性能参数更优，成本更低的SiC单晶衬底材料。目前，该公司已完成自主搭建200台单晶生长炉。为满足功率半导体器件需求，本年计划陆续投产600台生长炉，在2022年4月预计产能将达到10万片。
小小一枚芯片，市场潜力巨大。
据了解，随着国内第三代半导体材料的生产技术不断优化，质量品控的提升、产业链上下游的协同发展，预计在2025年碳化硅单晶衬底成本会降至Si基板的2倍，届时在国内市场将迎来第三代半导体材料应用爆发期，应用市场将达到170亿元规模，其中绝大部分应用将集中在功率器件方面。以电动汽车为例，每生产3-5辆电动车就需要消耗1片6英寸碳化硅片制造出来的芯片，仅特斯拉一家每年会需要25-50万片的碳化硅衬底片。到2025年，中国市场仅电动车领域需要的碳化硅衬底片会高达百万片以上，未来发展空间巨大，整个第三代半导体产业的发展将有力推动全球科技文明进步。
同时，包括5G在内的新基建正成为新经济重要增长点。作为5G产业链的起始端，碳化硅单晶衬底的市场需求也将大幅增加。联合开发、优势互补、利益共享，同光晶体正带着碳化硅晶片从原料合成、单晶生长、衬底加工，到品质检测整个生产流程的完整技术体系，走出中国新速度。
“在推进京津冀协同创新中，我们加速经济科技成果到河北转化孵化，为河北高质量发展提供坚强的科技支撑。”河北省科技厅厅长龙奋兴表示，河北吸纳北京、天津的技术合同成交额，由2016年的105亿元增加到2020年的209亿元，近三年累计超过800亿元。“十四五”时期，河北将加快构筑新产业体系、催生新制造方式，为建成“制造强省”、美丽河北提供有力支撑。