露笑科技:碳化矽業務“萬事俱備”,隻等春風

 近日,市場上傳出消息稱,我國計劃把大力支持發展第三代半導體產業,寫入正在製定中的“十四五”規劃,計劃在2021-2025年期間,在教育、科研、開發、融資、應用等各個方麵,大力支持發展第三代半導體產業,以期實現產業獨立自主。

  碳化矽是5G領域高性能、高頻HEMT器件的關鍵材料,A股上市公司露笑科技(002617)掌握了製造碳化矽長晶爐的核心技術。公告顯示,露笑科技及(或)其控股企業將為國宏中宇主導的碳化矽產業化項目定製約200台碳化矽長晶爐,設備總采購金額約3億元。     

  碳化矽究竟是什麽

  半導體產業的基石是芯片,製作芯片的核心材料按照曆史進程分為:第一代半導體材料(大部分為目前廣泛使用的高純度矽),第二代化合物半導體材料(砷化镓、磷化銦),第三代化合物半導體材料(碳化矽、氮化镓)。

  碳化矽因其優越的物理性能,即高禁帶寬度(對應高擊穿電場和高功率密度)、高電導率、高熱導率,將是未來最被廣泛使用的製作半導體芯片的基礎材料。半導體芯片分為集成電路和分立器件,但不論是集成電路還是分立器件,其基本結構都可劃分為“襯底-外延-器件”結構。碳化矽在半導體中存在的主要形式是作為襯底材料。

  實際上,碳化矽晶片是碳化矽晶體經過切割、研磨、拋光、清洗等工序加工形成的單晶薄片。碳化矽晶片作為半導體襯底材料,經過外延生長、器件製造等環節,可製成碳化矽基功率器件和微波射頻器件,是第三代半導體產業發展的重要基礎材料。

  根據電阻率不同,碳化矽晶片可分為導電型和半絕緣型。其中,導電型碳化矽晶片主要應用於製造耐高溫、耐高壓的功率器件,市場規模較大;半絕緣型碳化矽襯底主要應用於微波射頻器件等領域,隨著5G通訊網絡的加速建設,市場需求提升較為明顯。

  如今,碳化矽器件應用領域廣泛,新能源汽車領域、射頻功率器件等領域是下一個主要應用點。碳化矽晶片經外延生長後主要用於製造功率器件、射頻器件等分立器件。以碳化矽晶片為襯底製造的半導體器件具備高功率、耐高壓、耐高溫、高頻、低能耗、抗輻射能力強等優點,可廣泛應用於新能源汽車、5G通訊、光伏發電、軌道交通、智能電網、航空航天等現代工業領域,並在我國“新基建”的各主要領域中發揮重要作用。

  碳化矽業務“萬事俱備,隻欠東風”

  關於碳化矽,露笑科技技術積澱較為深厚,目前公司已經完成6寸石英管式碳化矽晶體生長爐開發,以獨特密封結構解決設備高真空度獲取與長時間保持的難題,極限真空

  另外,公司還完成大尺寸碳化矽單晶製備相關理論的研究,通過計算機模型輔助計算,形成了單晶製備過程物質與熱量傳輸、缺陷演變的基本規律,解決了熱場均勻性差、大尺寸單晶應力聚集、單晶擴徑難等問題,為6寸及以上半絕緣碳化矽晶體的製備打下了堅實基礎。

  不僅如此,露笑科技還解決了晶型生長控製難、微管密度大、晶體背向腐蝕嚴重等難題,提升了單晶質量,通過長晶過程中的除雜工藝實現了高電阻率晶體生長。以及高純度碳化矽原料合成,有效降低原料中對電阻率提升有害的特定雜質含量濃度,達到小於1ppm量級。

  目前,露笑科技與國宏中宇簽訂碳化矽長晶爐銷售合同,金額1.2億元。公司還與中科鋼研、國宏中宇簽訂碳化矽長晶爐銷售合同,金額3億元。露笑科技為盡快推進碳化矽業務,2020年8月10日發布公告《關於與合肥市長豐縣簽署建設第三代功率半導體(碳化矽)產業園戰略合作框架協議》。

  公告稱,露笑科技將與合肥市長豐縣人民政府在合肥市長豐縣共同投資建設第三代功率半導體(碳化矽)產業園,包括但不限於碳化矽等第三代半導體的研發及產業化項目,包括碳化矽晶體生長、襯底製作、外延生長等的研發,項目投資總規模預計100億元。

  露笑科技既然要開拓新產業,勢必需要一支優秀的研發團隊。公司目前具有國內最早從事碳化矽晶體生長研究的技術團隊,即陳之戰博士研究團隊。陳之戰博士 1998 年開始從事碳化矽晶體的生長研究,曾協助世紀金光建設了國內第一條完整的碳化矽晶體生長和加工中試線,曾任北京世紀金光技術總監,全麵負責碳化矽晶體生產與加工的研發與生產。發表論文 100 餘篇,授權專利 50 餘項,出版專著一本。

  對於碳化矽布局,露笑科技可謂是“萬事俱備”,未來公司碳化矽業務布局全麵落地後,或將實現業績再次突破。


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