山东天岳:半导体碳化硅应用实现节能重大突破

　　山东天岳先进材料科技有限公司成立于2010年10月,是一家致力于半导体晶体材料的研发、生产和技术服务的高科技企业。公司依托山东大学晶体材料国家重点实验室(中国晶体领域唯一重点实验室),是山东大学承担的国家"973"和"863"计划碳化硅(SiC)重大项目产业化基地和联合研发中心。

　　在已故著名科学家中国科学院蒋民华院士的带领下,经过十多年艰苦努力,突破层层技术障碍,打破国外垄断,成为世界上少数几个掌握此技术的单位之一,目前技术成熟可靠。

　　公司产品主要有2英寸、3英寸、4英寸N型和半绝缘型半导体碳化硅单晶衬底,广泛应用于大功率高频电子器件、射频器件、半导体发光二极管(LED),产品涉及到军事工业、民用航空、半导体照明、电子产品背光源等国家鼓励发展产业,是第三代半导体的核心材料,属于《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和国家"十二五"发展规划中重点培育和发展的战略性新兴产业。

　　山东天岳公司拥有国际顶尖的技术团队,具备强大的研发能力。自成立以来,公司上下本着"求实创新,产业报国"的企业理念,加大技术研发,加快产业化发展,育晶育人,报效国家。

　　杨建伟

　　半导体碳化硅时代

　　已经到来

　　从原始社会的石器时代到今日的信息时代,人类社会的发展史无疑也是一部材料的发展变革史。上世纪初发展起来的硅材料也应运成为当代信息产业发展的基石,而正是硅材料芯片造就了独占世界信息产业鳌头的美国硅谷高科技产业集群,吸引了苹果、英特尔、谷歌等世界顶级半导体产业巨头聚集此处。

　　目前95%以上的半导体器件和99%以上的集成电路都是由硅材料制作。经过近百年的发展,性能优势已得到充分发挥的硅材料逐渐无法满足高温、高压、抗辐射等方面要求,半导体行业急需适应现代产业需求的新型材料。而经过100多年的认知和20多年的研发后,碳化硅材料已被业界认为是继硅、砷化镓之后发展最为成熟的第三代半导体材料,其优越的半导体性能远超硅材料。

　　碳化硅材料可广泛应用于电力电子器件(二极管、场效应管、换能器、马达驱动器、输出整流器)、射频器件(宽带通讯、有源相控阵雷达)、光电子器件(大功率发光二极管)等领域,与大众生活息息相关,具有重要的战略地位,业界广泛认为,宽禁带半导体碳化硅材料的发展将引领世界第三次半导体产业革命。

　　据统计,如果使用半导体碳化硅材料LED路灯替代高压钠灯,以1000支为单位,一年可节省人民币187.98万元；我国照明用电每年在3000亿度以上,如果用半导体碳化硅LED取代全部白炽灯或部分取代荧光灯,可节省三分之一的照明用电,即1000亿千瓦时,这也就意味着节省了相当于总投资超过2000亿元人民币的三峡工程全年的发电量。这对于能源供应紧张的我国来说,具有重要的战略意义。根据新能源产业技术综合开发研究机构的估算结果,到2030年,随着半导体碳化硅材料的普及,如将内置半导体器件全部由碳化硅材料制作,与传统的硅材料器件相比,电力损耗下降幅度最高可达47%。

　　综上可见,解决未来新能源发展问题的一个重要途径就是更为广泛地推广使用半导体碳化硅材料,世界正在迎来由半导体碳化硅材料引领的新时代。

　　站在"金字塔尖"上的

　　节能之源

　　碳化硅产业链按晶体生长、晶片加工、外延加工、芯片制造、器件封装与应用可分为上、中、下游。而其中处在产业上游的碳化硅晶片、芯片制造领域目前被欧美日等少数几家巨头垄断,因这一环节技术含量高,资本投入大,所以进入的壁垒远远高于劳动密集型的中下游环节,整个碳化硅产业呈现金字塔形的产业结构。

　　从我国产业发展的实际情况来看,如果"金字塔尖"的碳化硅材料上游开发受阻,将严重制约产业链中下游的器件、封装与应用领域的发展。

　　长期以来,我国的电子器件主要依靠进口,其中2011年的进口额就高达3000亿美元,超过了石油进口额。半导体碳化硅衬底及芯片的重要战略价值,使其始终稳居美国商务部的禁运名单,这也导致我国很难从国外获得相应产品。而如今,山东天岳公司已将山东大学晶体材料国家重点实验室(晶体领域我国唯一的国家重点实验室)十余年的研发成果大尺寸碳化硅衬底生长加工技术,进行了产业转化,填补了国内在该领域的空白,打破欧美发达国家长期以来对我国的技术垄断、产品禁运,从源头上解决了受制于人的局面。山东天岳已经站在了碳化硅产业上游的"金字塔尖"上,为我国节能事业的发展拓宽道路。

　　更高效、更轻小、

　　更环保的电力电子设备

在电子设备运行过程中,75%以上的能量消耗需要半导体器件进行转化,先进的半导体碳化硅