国产半导体现状（来自第一线的奋斗报告12年）

来源：【海报新闻】

大众网·海报新闻记者 满倩倩 郭由 济南报道

对于外界来说，坐落于济南槐荫区天岳南路99号的山东天岳先进科技股份有限公司（下文简称“天岳”），是一家有点神秘的企业。

之所以说它神秘，是因为天岳年轻、低调却不可小觑。天岳成立于2010年，是一家专注于宽禁带半导体碳化硅衬底材料研发、生产和销售的科技型企业。可这家年仅12岁的企业，根据法国YOLE的研究报告，生产的半绝缘型碳化硅衬底在国内市场占有率连续三年位居全球前三，且与美国的Wolfspeed和II-VI两家企业占据了全球90%以上的市场份额。

近年来，天岳攻克了原料提纯、晶体生长和衬底加工等关键核心技术，解决了我国在该领域的“卡脖子”关键技术，获得了国家科技进步一等奖、工信部专精特新重点“小巨人”企业、制造业单项冠军示范企业等一连串含金量极高的荣誉称号。

2022年年初，天岳在A股科技创新上市，成为行业里的绝对领军企业。就在不久前，该公司拿到碳化硅领域大订单，含税销售总额预计为13.93亿元。

到底什么是碳化硅衬底？有何应用？该领域的技术“卡”在哪、攻关“难”在哪？9月8日，大众网·海报新闻记者来到天岳，试图揭开这家民营企业的“神秘面纱”。

山东天岳先进科技股份有限公司成立于2010年，是一家专注于宽禁带半导体碳化硅衬底材料研发、生产和销售的科技型企业。

山东天岳先进科技股份有限公司市场部工作人员向记者介绍产品情况。

“这是一道世界级难题”

“你猜猜我手里拿的是什么？”

在天岳产品展示大厅，市场部的工作人员用镊子轻轻夹起一张如CD般大小的晶体薄片向记者介绍，“这个就是我们公司生产的碳化硅衬底，它广泛应用于新能源汽车、轨道交通、光伏发电、特高压输变电、超算中心、5G通信等领域。”

作为宽禁带（第三代）半导体的核心材料，碳化硅衬底以其制作的器件具有耐高温、抗高压、高频、大功率、抗辐射等特点，别看它薄薄一片，却有两大生长难点。

“一个是扩径难，一个是生长难。”杨磊解释说，公司启动碳化硅产业是从2英寸开始的，2英寸的碳化硅衬底直径只有5厘米。从2012年到2014年，天岳用了3年时间就扩径到了4英寸，现在已经完成了6英寸的批量供货。碳化硅晶体的生长环境完全是高温密闭不可视的，需要在高达2000多摄氏度的炉内生长，生长周期较长。

从元素结合上来说，碳和硅两种原子，一个非常“活跃”，一个非常“懒惰”，怎样能够把这两种截然相反的材料结合在一起，这曾经是一道世界级难题。从功能上来说，碳化硅可大幅降低产品功耗、提高能力转换效率并减少产品体积，比如在新能源汽车领域，它可以提高汽车的续航里程，同时又减少能源损耗。

12年间，天岳始终专注聚焦碳化硅衬底，在追求品质、保持先进和坚持可持续发展的经营理念指引下，从一家小规模的民营企业发展成中国碳化硅材料行业的领军企业。特别是在国外部分发达国家对我国实行技术封锁和产品禁运的背景下，天岳通过自主创新，研发出半绝缘型碳化硅衬底产品，完成从0到1的突破，实现国家核心产业战略物资的自主可控，确保我国宽禁带半导体产业链的平稳发展。

2英寸导电型碳化硅和2英寸半绝缘型碳化硅

6英寸导电型碳化硅和6英寸半绝缘型碳化硅

从2英寸到8英寸

把衬底做好做精是一件非常不容易的事情。碳化硅衬底属于技术密集型行业，具有较高的技术壁垒，技术迭代更新需要长期持续大量的创新性工作。

“碳和硅的组合可以产生200多种晶型，其中最适合半导体使用的4h单晶体生长难度最大。”公司党委书记窦文涛介绍，“在碳化硅晶体生长炉内，碳粉和硅粉直接升华成气体，围绕籽晶生长，开一炉需要很长时间，拿到我们想要的数据需要数次试验，时间不等人。”

难点还有切割。碳化硅的莫氏硬度为9.3，仅次于金刚石。如何用最尖的矛刺破最硬的盾，还要保证高性价比？金刚石的线宽、张力、进线速度、损耗等都需要不断试验，得出最优解。

为此，天岳研发团队在前期积累的大量数据基础上进行模拟生长和仿真设计，不断对长晶、加工工艺进行技术迭代，经过无数次工程化实验，掌握了碳化硅制备工艺的关键技术。

另外，衬底直径是衡量晶体制备水平的重要指标之一，也是降低下游芯片制备成本的重要途径，碳化硅衬底行业未来必然向着更大尺寸的方向发展。

记者了解到，天岳先前已经布局了8英寸产品的研发，是国内最早研发和布局产业化的企业之一，包括“8英寸宽禁带碳化硅半导体单晶生长及衬底加工关键技术项目”等。截至目前，天岳8英寸碳化硅衬底开发进展顺利。

“公司将持续加大8英寸导电型衬底产业化突破，在前期自主扩径实现8英寸产品研发成功的基础上，加大技术和工艺突破，积极布局产业化。”窦文涛表示。

山东天岳先进科技股份有限公司党委书记窦文涛

“技术攻关一直在路上”

对于天岳这家科技型企业来说，公司得以高质量发展的关键在于创新。

早在公司创办之初，天岳就提出了原始创新、技术创新、科学创新“三个创新”。“原始创新阶段，我们摸着石头过河，积累、挖掘和开拓了大量的数据、供应链和客户。而技术和科学是两个分类，不能完全画等号，需要将两个创新单拎出来。”窦文涛认为，做研发需要清楚技术要精准到哪个点，再用科学的方式有机地去创新，使关键核心技术必须掌握在自己手中。

为了激励创新、实现创新，天岳每年拿出营业收入的一部分投入到研发中，今年上半年的研发投入占比更是高达33%。据了解，天岳拥有一支以国家级人才为领头人的国际水准研发团队，包括2名国务院特殊津贴和4名省级人才，硕士及以上学历占比一半以上，平均年龄31岁。

“一代材料，一代产品，一代产业，一代变革。”窦文涛认为，在信息化时代步入智能化时代过程中，必须要有技术上的突破与支撑，但最后归根结底其实是材料的突破。“因为材料革命是基础性、根本性的变革。作为半导体领域的核心、关键材料，碳化硅也被誉为能够引领一个时代变革的材料之一，能引领智能化时代的到来。”

下一步，天岳励志发挥现有的技术优势，计划采用AI技术、数字孪生技术，打造数字工厂，利用公司积累的海量数据，大幅度压缩技术迭代，提高研发速度，加快发展成为国际著名的半导体材料企业，保障我们国家半导体衬底材料供应任务，为国民经济建设做出自身贡献。

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