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    首頁 >> 2023年中國科學院年度創新人物——陳小龍

    陳小龍:國產化碳化硅晶片的開路人

    來源:中國科學院物理研究所


    作為第三代半導體材料,碳化硅晶體是新能源汽車、光伏和5G通訊等急需的戰略性半導體材料,是材料領域發展最快、國際競爭最激烈的方向之一。中國科學院物理研究所先進材料與結構分析實驗室陳小龍研究員帶領團隊攻堅克難20余年,在國內最早開展成果轉化,創建了國內第一家碳化硅晶體產業化公司,實現了我國碳化硅晶片產品從無到有,突破了國外對我國碳化硅晶體生長和加工技術的長期封鎖,帶動了我國碳化硅材料、器件和模塊產業鏈的快速發展。

    自主創新,突破關鍵核心技術

    至上世紀九十年代末,只有美國等少數幾個發達國家掌握2英寸晶體生長技術,應用于制造先進雷達、航空航天等,但對我國實施嚴格的技術封鎖。自1999年以來,陳小龍帶領團隊從零開始,立足自主創新,開展碳化硅晶體制備的基礎和應用基礎研究。經過20多年的科研攻關,陳小龍攻克了晶體擴徑這一公認的難題,穩定生長出高質量的2至8英寸碳化硅晶體,解決了產生相變、微管等致命缺陷的問題。陳小龍團隊還發明了等面積多線切割技術,新型研磨液和拋光液,大幅降低了加工成本。團隊在碳化硅晶體生長與加工技術方面獲授權專利29項(國際發明專利6項)。

    厚積薄發,從基礎研究走向產業化

    經過長期的基礎研究階段積累,2006年,陳小龍在無經驗可借鑒的情況下,創辦了國內第一家碳化硅晶體產業化企業——北京天科合達半導體股份有限公司(簡稱“天科合達”),建立了完整的碳化硅晶片生產線。

    在產業化過程中,陳小龍帶領團隊持續降低碳化硅晶體缺陷密度,提高晶體質量,產品各項技術指標均達國際先進水平。天科合達向國內100多家科研機構和企業批量供片,產品被應用于某重大工程型號中。近三年晶片累計銷售11.4億元,取得了良好的經濟和社會效益。天科合達在導電型碳化硅襯底供應商中市場排名國內第一、國際第四,2022年國際市場占有率12.8%左右。

    鍥而不舍,力爭取得新的突破

    碳化硅晶體的國產化,滿足了國家重大需求,帶動了中車、國網、泰科天潤等20余家國內企業進入下游器件、封裝和模塊產業,促使國內形成了完整的碳化硅半導體產業鏈,帶動了我國寬禁帶半導體產業的發展,使得我國的新能源汽車和光伏等產業進入世界前列。陳小龍因在碳化硅研究方面取得的突出成就而獲得中國科學院科技促進發展獎和中國發明協會發明創業特等獎。

    陳小龍將帶領團隊繼續專注于提高碳化硅晶體的質量,降低成本,實現8英寸碳化硅襯底規?;a。幾年前他已帶領團隊研發新的液相法碳化硅晶體生長技術,并在國際上首次生長出性能更加優異的立方碳化硅晶體,今后將向產業推廣,為更穩定性和可靠性功率器件奠定堅實基礎,力爭為我國寬禁帶半導體相關產業做出新的更大貢獻!



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