石墨烯牛，但和碳化硅比又算得了什么？

天富热电全资子公司上海汇合达投资管理有限公司持有其40.8%股权。据天科合达网站介绍，公司专业从事第三代半导体碳化硅晶片的研发、生产和销售。现已研发出拥有自主知识产权的碳化硅晶体生长炉和碳化硅晶体生长、加工技术和专业设备，建立了完整的碳化硅晶片生产线。其相关专利技术已被国家知识产权局授权。

　　对于碳化硅，上述研究员将其与目前市场流行的石墨烯、辉钼做了一比较：“从产业化角度看，目前也只有碳化硅晶体实现产业化，石墨烯处于产业化的前夕，辉钼离产业化还比较远。举个例子，前面因石墨烯概念而暴涨的纳斯达克CVD公司市值为5000多万美元，而同样在纳斯达克上市的做碳化硅晶体的 CREE 公司市值是50多亿美元，是CVD公司的100倍。”

8月7日，由新疆天科合达蓝光半导体有限公司承担的国家863计划先进制造领域“大尺寸SiC材料与器件的制造设备与工艺技术研究”课题顺利通过了国家科技部高新技术中心组织的课题中期检查。专家组成员有科技部高技术中心王琦安主任、高技术中心区和坚处长、北京航空航天大学刘强教授、中山大学谭洪舟教授、中科院微电子研究所夏洋研究员等。

新疆天科合达蓝光半导体有限公司《大尺寸SiC材料与器件的制造设备与工艺技术研究》是2014年1月获科技部批准的863课题，课题完成时间为2016年12月份。

专家组按照检查的流程，审阅了新疆天科合达蓝光半导体有限公司课题中期检查材料，听取了课题汇报，并进行了现场检查。在经过质询和讨论后，专家组对项目中期执行情况给予了充分肯定，认为该课题按照课题任务书研究计划规定的时间进度，高水准完成了相关研究任务，部分核心技术像4-6英寸SiC单晶生长炉温场设计与稳定性控制技术、单晶尺寸放大技术、大尺寸SiC晶体退火技术等已取得了阶段性成果，课题进展情况良好。

本课题参与单位：中国科学院物理研究所、中国科学院半导体研究所、瀚天天成电子科技（厦门）有限公司、国网智能电网研究院、浙江大学等单位和企业。新疆天科合达蓝光半导体有限公司《大尺寸SiC材料与器件的制造设备与工艺技术研究》项目顺利通过此次中期检查，为该项目2016年的结题验收奠定了良好基础。

http://www.guancha.cn/Science/2015_01_12_306016.shtml

新疆天富能源股份有限公司第四届董监事会会议于2014年7月16日召开，会议审议通过了: 六、关于北京天科合达蓝光半导体有限公司拟在全国中小企业股权转让系统上市的议案
同意关于北京天科合达蓝光半导体有限公司在全国中小企业股权转让系统上市的议案。

从2英寸、3英寸、4英寸到如今的6英寸碳化硅单晶衬底，陈小龙团队花了10多年时间，在国内率先实现了碳化硅单晶衬底自主研发和产业化。据《中国科学报》12日报道，不久前，中国科学院物理研究所研究员陈小龙研究组与北京天科合达蓝光半导体有限公司（以下简称天科合达）合作，解决了6英寸扩径技术和晶片加工技术，成功研制出了6英寸碳化硅单晶衬底。截至2014年3月，天科合达形成了一条年产7万片碳化硅晶片的生产线。
碳化硅作为第三代半导体材料，可用于制作新一代高效节能的电力电子器件，并广泛应用于国民经济的各个领域，如空调、光伏发电、风力发电、高效电动机、混合和纯电动汽车、高速列车、智能电网、超高压输变电等。与使用传统硅器件相比，使用碳化硅半导体电力电子器件可以减少电力系统的能量损耗，提高电力使用效率，降低电力系统的尺寸，同时可提高系统运行的可靠性并降低系统整机造价。高效节能碳化硅电力电子器件的普及和应用可以为产业升级、节能减排和建设低碳社会提供技术保障。
据介绍，美国F－22战斗机也大量使用了碳化硅半导体器件。我国碳化硅技术最早也用于军事，现在慢慢扩大到民用方面，一旦普及，将创造巨大的社会效益。

中国科学院物理研究所研究员陈小龙（资料图）
 6英寸碳化硅晶体和单晶衬底片
6英寸碳化硅晶体和单晶衬底片
第三代半导体材料
研究人员告诉记者，上世纪五六十年代，硅和锗构成了第一代半导体材料，主要应用于低压、低频、中功率晶体管以及光电探测器中。相比于锗半导体器件，硅材料制造的半导体器件耐高温和抗辐射性能较好。
到了上世纪60年代后期，95%以上的半导体、99%的集成电路都是用硅半导体材料制造的。直到现在，我们使用的半导体产品大多是基于硅材料的。
进入上世纪90年代后，砷化镓、磷化铟代表了第二代半导体材料，可用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件。因信息高速公路和互联网的兴起，第二代半导体材料被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和GPS导航等领域。
与前两代半导体材料相比，第三代半导体材料通常又被称为宽禁带半导体材料或高温半导体材料。其中，碳化硅和氮化镓在第三代半导体材料中是发展成熟的代表。
记者了解到，碳化硅单晶是一种宽禁带半导体材料，具有禁带宽度大，临界击穿场强大，热导率高，饱和漂移速度高等诸多特点，被广泛应用于制作高温、高频及大功率电子器件。
关于氮化镓，曾有报道称，一片2英寸的氮化镓晶片，可以生产出1万盏亮度为节能灯10倍、发光效率为节能灯3～4倍、寿命为节能灯10倍的高亮度LED照明灯；也可以制造出5000个平均售价在100美元左右的蓝光激光器；还可以被应用在电力电子器件上，使系统能耗降低30%以上。
由于碳化硅和氮化镓的晶格失配小，碳化硅单晶是氮化镓基LED、肖特基二极管、金氧半场效晶体管等器件的理想衬底材料。物理所先进材料与结构分析实验室陈小龙研究组（功能晶体研究与应用中心）长期从事碳化硅单晶生长研究工作。
美国在碳化硅晶片技术上遥遥领先，广泛应用于F-22等先进武器。（资料图）
美国在碳化硅晶片技术上遥遥领先，广泛应用于F-22等先进武器。（资料图）
大尺寸晶片的突围
虽然用于氮化镓生长最理想的衬底是氮化镓单晶材料，该材料不仅可以提高外延膜的晶体质量，降低位错密度，还能提高器件工作寿命、工作电流密度和发光效率。但是，制备氮化镓体单晶材料非常困难，到目前为止尚未有行之有效的办法。
为此，科研人员在其他衬底（如碳化硅）上生长氮化镓厚膜，然后通过剥离技术实现衬底和氮化镓厚膜的分离，分离后的氮化镓厚膜可作为外延用的衬底。尽管以氮化镓厚膜为衬底的外延，相比在碳化硅材料上外延的氮化镓薄膜，位元错密度要明显低，但价格昂贵。
于是，陈小龙团队选择了碳化硅单晶衬底研究。他指出，碳化硅单晶衬底有许多突出的优点，如化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等，但也有不足，如价格太高。
早年，全球市场上碳化硅晶片价格十分昂贵，一片2英寸碳化硅晶片的国际市场价格曾高达500美元（2006年），但仍供不应求。高昂的原材料成本占碳化硅半导体器件价格的10%以上，“碳化硅晶片价格已成为第三代半导体产业发展的瓶颈。”陈小龙说。
为了降低器件成本，下游产业对碳化硅单晶衬底提出了大尺寸的要求。因而，采用先进的碳化硅晶体生长技术，实现规模化生产，降低碳化硅晶片生产成本，将促进第三代半导体产业的迅猛发展，拓展市场需求。
天科合达成立于2006年，依托于陈小龙研究团队中在碳化硅领域的研究成果。自成立以来，天科合达研发出碳化硅晶体生长炉和碳化硅晶体生长、加工技术及专业设备，建立了完整的碳化硅晶片生产线。
这些年来，天科合达致力于提高碳化硅晶体的质量，以及大尺寸碳化硅晶体的研发，将先进的碳化硅晶体生长和加工技术产业化，大规模生产和销售具有自主知识产权的碳化硅晶片。
10年自主创新之路
美国科锐公司作为碳化硅衬底提供商，曾长期垄断国际市场。2011年，科锐公司发布了6英寸碳化硅晶体，同年，天科合达才开始量产4英寸碳化硅晶体。
2013年，陈小龙团队开始进行6英寸碳化硅晶体的研发工作，用了近一年的时间，团队研发的国产6英寸碳化硅单晶衬底问世。测试证明，国产6英寸碳化硅晶体的结晶质量很好，该成果标志着物理所碳化硅单晶生长研发工作已达到国际先进水平，可以为高性能碳化硅基电子器件的国产化提供材料基础。
“虽然起步有点晚，但通过10多年的自主研发，我们与国外的技术差距在逐步缩小。”陈小龙说。作为国内碳化硅晶片生产制造的先行者，天科合达打破了国外垄断，填补了国内空白，生产的碳化硅晶片不仅技术成熟，还低于国际同类产品价格。
截至2014年3月，天科合达形成了一条年产7万片碳化硅晶片的生产线，促进了我国第三代半导体产业的持续稳定发展，取得了较好的经济效益和社会效益。
陈小龙指出，当前碳化硅主要应用于三大领域：高亮度LED、电力电子以及先进雷达，以后还可能走进家用市场，这意味着陈小龙团队的自主创新和产业化之路还将延续。