说起碳化硅晶片，人们可能会觉得离生活很远。但在我们熟悉的新能源汽车和5G通信中，它却发挥着至关重要的作用。5G之所以速度快，是因为它有强大的5G芯片，而碳化硅晶片，正是5G芯片理想的衬底。位于我市高新区的河北同光晶体有限公司，就是从事第三代半导体材料碳化硅单晶片研发、生产、销售的战略新兴企业。
从长期依赖进口、被国外“卡脖子”，到掌握批量生产技术，近年来，中国的碳化硅研制与生产成效卓著。作为省内唯一一家能够量产第三代半导体材料的高新技术企业，同光晶体在保定取得了怎样的发展？研发制造中运用了哪些高超工艺？日前，记者进行了一番探访。
新技术：持续发力突破核心技术“卡脖子”瓶颈
一张薄薄的圆片，直径4英寸或6英寸，和一张CD光盘差不多。2019年10月，在日本碳化硅半导体行业国际展会现场，同光晶体惊艳呈现碳化硅单晶系列产品，将中国高品质碳化硅推向国际，国外同行给予了高度评价，盛赞同光晶体是国际碳化硅领域的“中国黑马”。
核心技术、关键技术、企之重器，必须立足于自主创新。自2012年成立以来，如何在关键核心技术攻关上率先突破，把发展主动权牢牢掌握在自己手中，是同光晶体关注的重要问题。
“持续发力开展核心技术攻关。”同光晶体副总经理王巍说，8年来，同光晶体聚焦突破了三件事：一是攻克高纯碳化硅原料合成、缺陷控制、杂质含量、产品优良率等关键核心技术；二是紧扣国家创新驱动发展，高起点与国家和省重大项目衔接；三是持续在聚集人才、平台搭建方面出实招集聚优势资源。
从2014年自主研发的4英寸碳化硅晶片“出炉”并于次年量产，到目前应用在5G基建等射频领域的4英寸高纯半绝缘型碳化硅单晶，各项技术指标达到国际先进水平，实现规模化生产。如今，同光晶体与国有芯片制造企业中国电子科技集团所属研究所建立了稳定的合作关系，将高品质碳化硅单晶衬底应用到我国5G基建建设中，彻底打破行业壁垒，填补国内市场空白，为我国第三代半导体产业做大做强贡献了新力量。
新装备：扩产能的背后源于自主装备的底气
今年3月22日，同光晶体管理层集体赶赴涞源县，一场签约仪式在当天进行。同光晶体和涞源县政府签署协议，先期投资建设600台单晶生长炉，在涞源推进年产20万片直径4至6英寸碳化硅单晶衬底项目，明年6月即将投产。
走进晶体生产车间，白色的碳化硅单晶生长炉一字排开，碳化硅晶片正在里面悄悄生长。王巍介绍：“现在，同光晶体拥有自主研发设计的单晶生长炉200余台，已建成拥有自主知识产权、国内先进、完备的晶体生长、衬底加工、晶片检测等生产线。”
对于国内半导体领域来说，产业化规模效应，不仅降低了碳化硅晶片的成本，而且持续促使碳化硅晶片质量提升。核心技术自主、核心装备自有，给了同光晶体产能扩张的底气。
展望未来，王巍信心满满：“在碳化硅领域，我们要紧跟国际脚步，2021年，同光晶体将推进下一个2000台单晶生长炉厂区建设，预计2022年一期项目500台投产运行，计划在2025年完成全部设备投资，力争成为全球重要的碳化硅单晶衬底供应商之一，引领国际第三代半导体产业的发展。”
新业态：搭建平台，加速聚合京保科技创新要素
2017年，由河北同光晶体主导，中科院半导体所、北京大学、清华大学、河北大学联合发起的第三代半导体材料检测平台在保定落地，填补了我省新材料专业检测平台的空白。平台以产学研创新模式搭建，跨越京津冀，主动对接雄安，为第三代半导体产业的稳定有序发展提供技术支撑和服务。
近年来，同光晶体立足产学研结合，抓住京津冀协同发展新机遇，建成系列高端科研创新平台。
与中科院半导体所合作建立“SiC单晶材料与应用研究联合实验室”“第三代半导体材料联合研发中心”；成为中科院半导体所驻保定市高新区重要成果转化基地；与科研院所、上下游企业联合成立“中国电谷第三代半导体产业技术创新战略联盟”……
时下，包括5G在内的新基建正成为新经济重要增长点。作为5G产业链的起始端，碳化硅单晶衬底的市场需求将大幅增加。联合开发、优势互补、利益共享，同光晶体正带着碳化硅晶片从原料合成、单晶生长、衬底加工，到品质检测整个生产流程的完整技术体系，走出中国新速度。
