“滿屏‘綠點’,産品整體良率水平達到新高度!”轟鳴的掌聲從中國(guó)電科産業基礎研究院會(huì)議室傳出,大屏幕上滾動展示的最新批次1200V碳化矽MOSFET産品測試結果,讓與會(huì)技術人員臉上露出了滿意的笑容,标志著(zhe)他們半年多的加班加點工作終于有了好(hǎo)的回報。
在新能(néng)源汽車、工業互聯網、5G通信、消費電子等多重需求強力拉動下,以碳化矽、氮化镓爲代表的第三代半導體産業迅猛發(fā)展。近年來,産業基礎研究院在第三代半導體領域持續發(fā)力,不斷完善從材料到核心元器件的産業鏈關鍵環節布局,實現第三代半導體材料和關鍵元器件批量供給。
碳化矽作爲典型的第三代半導體材料,在禁帶寬度、擊穿電場強度、飽和電子漂移速率、熱導率以及抗輻射等關鍵參數方面(miàn)具有顯著優勢。“現代電力電子領域對(duì)高功率、高電壓、高頻率器件具有巨大需求,是碳化矽功率産品的主要應用領域。”專家表示,以近年來快速增長(cháng)的電動汽車市場爲例,采用碳化矽材料研發(fā)的電動汽車主逆變器,可將(jiāng)系統工作頻率提高5-10倍、體積減小50%以上、電池使用效率提升3%以上,相比于傳統矽基器件優勢明顯。
“尤其是用于主逆變器的1200V/100A高壓、大電流碳化矽MOSFET芯片,研制難度更大。”經(jīng)過(guò)多年技術積累和艱苦攻關,産業基礎研究院突破多項關鍵技術,完成(chéng)了車規級1200V/100A碳化矽MOSFET芯片産品批量生産,持續推進(jìn)6-8英寸碳化矽MOSFET車規級芯片規劃建設,與國(guó)内衆多一線整機廠商建立了緊密合作關系,品質得到多家車企認可。
大力推進(jìn)碳化矽在電力電子領域應用發(fā)展,産業基礎研究院已率先建立6英寸碳化矽器件工藝平台,并以現有的6英寸碳化矽工藝線爲硬件基礎,推動封裝、模塊、檢測、應用、科技孵化與服務等全産業鏈發(fā)展,推出一系列第三代半導體射頻芯片、電力電子芯片,在無線通信、新能(néng)源汽車等領域廣泛應用。
氮化镓是另一種(zhǒng)重要的第三代半導體材料,以其爲材料制作的射頻芯片是5G基站的核心部件。“在氮化镓射頻芯片領域,我們已經(jīng)實現了從外延生長(cháng)、芯片設計、工藝加工、模塊設計、封裝測試等全産業鏈自主創新。”技術人員介紹說(shuō),他們研制的氮化镓芯片已累計供貨超億隻,具備高頻、高效、高功率、耐高壓和抗輻射等特性,能(néng)夠讓基站體積更小,數據傳輸更快,同時(shí)信号也更強,有力保障了我國(guó)5G基站建設。
深度布局氮化镓産業發(fā)展,産業基礎研究院已研制氮化镓微波功率器件、微波功率單片集成(chéng)電路等千餘款産品,産品整體水平達到國(guó)際先進(jìn)水平,效率、功率等主要技術指标達到國(guó)際領先水平。
向(xiàng)科技創新自主化邁進(jìn),離不開(kāi)産業創新的穩步提升。
“集聚各方優勢資源,我們正加快組建産業技術創新聯合體,依托現有裝備制造、襯底材料、外延生長(cháng)、工藝加工、封裝測試等優勢,將(jiāng)重點突破設備國(guó)産化、外延大尺寸等難題,引領推動第三代半導體技術跨越式發(fā)展。”專家表示。