突破第三代碳化硅半导体技术 实现材料强国梦

在当前科技创新、科技强国的时代，以碳化硅半导体为代表的第三代宽禁带半导体材料的研究和开发已经得到世界各国的高度重视。由于碳化硅半导体衬底材料可制作大功率、高热导率的高频率微波器件、功率器件和照明器件，具有非常显著的性能优势和巨大的产业带动作用，欧美日等发达国家和地区都把发展碳化硅半导体技术列入国家战略，投入巨资支持发展。

美国总统奥巴马两次访问美国碳化硅半导体的领军企业——美国科锐公司，并称其将引领美国的制造业实现清洁能源革命。不久前更是亲自发起成立美国碳化硅半导体产业联盟，设立专项资金支持全产业链快速突破发展。1.4亿美元的总支持额用于提升美国在该新兴产业方面的国际竞争力。日本政府则将发展碳化硅半导体技术列入"首相计划"，认为未来日本50%以上的节能将由碳化硅实现。

在我国，以碳化硅半导体材料为代表的新材料研究和开发，已经成为科技强国的重要组成部分。但由于我国在第一代、第二代半导体领域的研究和开发严重落后于欧美日等发达国家和地区，每年都要进口2000亿美元以上的电子器件，一直未能实现突破和赶超。

庆幸的是，在国内一直有众多企事业单位和科研人员在坚持不懈地专注于碳化硅半导体材料的研究。材料专业出身的山东天岳晶体材料有限公司（以下简称"山东天岳"）董事长宗艳民深知基础材料研究的突破对于国家经济发展和社会发展的重要性，大学时期就立志做强材料报效祖国的他，一直坚持着自己的梦想——通过实现材料领域的突破来提升我们国家的产业发展。

多年来，宗艳民将他从事工程机械代理所获得的利润全部投入第三代碳化硅半导体材料的研究和开发。在缺乏资金、设备、人才和技术等支持的情况下，宗艳民承担着巨大的产业化风险，于2011年年底与山东大学签约巨资购买有关技术，并进行半导体材料的产业化探索。在先后投入5亿余元后，宗艳民和他的研发团队终于获得成功，实现了我国第三代半导体材料的重大突破。

如今，山东天岳第三代碳化硅半导体材料已经已经达到世界先进水平，在宽禁带碳化硅半导体衬底领域岳已经进入世界10强，个别产品进入世界前两位。山东天岳已可批量生产2、3、4英寸高品质的半绝缘和导电性衬底材料，是世界上为数不多的几个可以提供该材料的公司，产品已持续供应中电集团等下游客户。

据宗艳民介绍，碳化硅半导体产品在民用电力电子领域作为"绿色器件"对实现节能降耗将起到重大作用,可以为建立低碳清洁能源体系、高端装备制造业升级换代奠定了坚实基础。例如碳化硅功率器件用在新能源汽车、轨道电力机车、家电、智能电网、太阳能、风力发电、电压转换等领域，能耗可降低50%，系统体积减小75%。用在照明上可以节约能耗70%，寿命延长10倍。

在我国，电机消耗的电力约占我们整个电力消耗的60%，照明消耗的电力约占我们整个电力消耗的20%，在这两个领域推广使用碳化硅半导体产品后即可降低能耗50%。碳化硅半导体技术仅在电力电子、照明电子领域推广应用后每年可以为国家节约电力2.1万亿度，相当于20个三峡电站的年发电量。使用碳化硅半导体技术和产品，可以省掉大量的火力发电厂，综合减少碳排放超过22亿吨，在为我国节能减排做出卓越贡献的同时，也让我们看到了治理雾霾的希望。

宗艳民表示，碳化硅半导体材料在提高性能装备、增强国防实力方面也有着重要作用。碳化硅基微波器件衬底材料与氮化镓结合，用在雷达、通讯上其微波输出功率密度是砷化镓的10倍以上，工作频率达到100GHz以上，被广泛应用于舰船、航空航天、精确制导。例如使用碳化硅基微波器件后战机雷达测距由原来的80-100公里提升到现在的超过300公里，碳化硅基电力电子器件已经应用于新一代航空母舰的电磁弹射系统，大幅度提高舰载机起降效率，增强了航母作战性能，大大缩短我国国防建设与美、欧、日的差距。

正是凭借在禁带碳化硅半导体领域的突出成果，天岳公司与山东大学共同获得了2013年度山东省技术发明一等奖，并承担着包括国家"863"项目（首席）在内的国家发改委、工信部、科技部等7项重大专项课题。同时，作为我们国家第三代碳化硅半导体产业的领军企业，山东天岳正在国家主导下与中电集团、南车时代、华为海思、中兴国际等产业链骨干企业加快下游器件及应用的开发，联合进军第三带半导体产业以期实现全面突破，在第三代半导体产业上奋力赶超发到国家，打造中国"芯"，实现中国梦。