來源：中國經濟網―《經濟日報》
「經過之前7年的技術積累，我們今年的出貨量實現了逐月翻倍增長，現在一天產量達到了1月份整月的產量。」位於河北保定國家高新區的河北同光晶體有限公司是我國碳化矽行業重要企業之一，說起公司的發展勢頭，董事長鄭清超信心十足：「年初月產碳化矽單晶襯底只有100片，現在每月穩定生產3000片，全年預計銷售突破2億元。」
碳化矽單晶襯底到底是什麼產品，能具有如此強大的市場吸引力？這要從第三代半導體材料說起。
上世紀60年代，以矽和鍺等元素為代表的第一代半導體材料，奠定了微電子產業基礎；進入90年代後，隨著信息高速公路和網際網路興起，以砷化鎵、磷化銦為代表的第二代半導體材料被廣泛應用於衛星通訊、移動通訊、光通信和GPS導航等領域。
「與前兩代半導體材料相比，第三代半導體材料又被稱為寬禁帶半導體材料，是戰略性新興產業的重要支撐。」同光晶體有限公司總工程師楊昆告訴記者，碳化矽和氮化鎵是第三代半導體材料中的典型代表，具有高功效、高電壓、高頻率、高工作溫度、高光效的特性，目前已經在5G、新能源、航空航天、大數據等領域應用。
碳化矽單晶位於第三代半導體材料產業鏈最前端，是高端晶片產業發展的基礎和關鍵。2011年，經營著一家電力電子器件產品公司的鄭清超，接觸到碳化矽這一新興材料，憑藉專業的技術積累和敏銳的市場前景認知，他果斷地進軍碳化矽行業。當時，第三代半導體材料在我國的研發剛起步，在民用領域尚屬空白。
「不能總跟在人家後面跑，與其讓外國人在技術上『卡脖子』，不如自己幹。」在鄭清超看來，在第三代半導體材料上「彎道超車」，是打破前兩代半導體核心技術被國外廠商壟斷的機遇。
確定目標後，鄭清超在2012年成立了同光晶體公司，從零起步，投入巨資組建研發團隊，自主研發攻關搭建生產系統。碳化矽單晶屬於典型的技術密集型產業，為此，同光晶體在成立之初就注重聚智發展，產學研深度融合，與中科院半導體所密切合作，引進李樹深、夏建白、鄭厚植院士及團隊，先後聯合搭建「院士工作站」「博士後工作站」「SiC單晶材料與應用研究聯合實驗室」「第三代半導體材料聯合研發中心」「第三代半導體材料檢測平臺」等系列創新平臺，為企業自主駕馭碳化矽關鍵技術奠定重要創新驅動力量。
「在研發初期，由於技術團隊對單晶生產工藝系統理解不深刻，再加上氣路、水路等配套環境不匹配，試製的晶體在位錯、應力、微管、空洞等多個指標上都不合格，每個指標的改進都異常艱難，要做上萬次試驗才能成功。」楊昆介紹說，隨著高純碳化矽原料合成、晶型和結晶質量控制、籽晶特殊處理等一個個關鍵技術難題被攻克，同光晶體形成了具備自主智慧財產權的完整技術路線。
幾年來，同光晶體先後承擔國家863計劃、國家重點研發計劃、國家技術改造工程等重大國家專項，承擔省級研究課題10餘項，擁有專利70餘項，其中發明專利17項。
「慢工出細活兒，企業創立後的前幾年，我們一直在虧錢搞研發。」同光晶體副總經理王巍說，到2019年底，企業先後投入研發資金已近2億元，而當年銷售收入僅1000多萬元。經濟上的困境並未改變同光晶體「以技術創新為本」的發展理念，「材料領域是個厚積薄發的行業，耐得住性子才能有更好的發展。」
2014年，同光晶體自主研發的4英寸碳化矽晶片「出爐」，並於次年量產；隨後，應用在電力電子領域的直徑6英寸N型碳化矽襯底取得關鍵工程化技術突破，達到車規級功率半導體晶片的應用標準，具備了批量生產條件。去年10月在日本舉行的2019年國際碳化矽及相關材料國際會議上，同光晶體的高品質碳化矽材料亮相後受到國際行業認可，產品品質達到了國際先進水平。
目前，同光晶體已擁有自主研發設計的單晶生長爐200餘臺（套），建成了國內先進、完備的晶體生長、襯底加工、晶片檢測生產線。隨著世界新興產業的蓬勃興起，我國大力推進「新基建」，碳化矽巨大市場空間開始顯現。同光晶體以其深厚的技術創新積累和人才儲備，積極搶佔產業風口，有序擴張產能。
「目前，我們將高品質碳化矽單晶襯底成功應用到我國5G基建中，徹底打破國際行業壁壘，填補國內市場空白，破解了產業發展『卡脖子』問題。」鄭清超說，2021年，同光晶體將籌劃推進下一個2000臺單晶生長爐廠區建設，預計2022年一期項目600臺投產運行，在2025年完成全部設備投資，力爭成為全球重要的碳化矽單晶襯底供應商，引領第三代半導體產業發展。