聚力碳化硅衬底，“黑马”天成半导体小步快跑，迭代进阶

随着数字经济和电子信息产业的迅猛发展,以碳化硅等为代表的第三代半导体已成为全球高新技术和产业竞争的战略制高点,其在国民经济、国防安全、国际竞争和社会民生等领域的重要战略意义和作用已在全球业界形成共识。碳化硅单晶的制备一直是全球性难题,而高稳定性的晶体生长工艺则是其中最核心的技术,碳化硅材料也成为摆脱进口依赖,满足节能减排、绿色发展、智能制造、信息安全等国家重大战略需求。

我国是碳化硅最大的应用市场。在新能源汽车,光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天、5G通讯等领域和其他三代半导体的核心应用场景,都以我国作为最大主场。全球生产的碳化硅器件,50%以上在中国应用。

在碳化硅器件结构成本中,碳化硅衬底的占比为47%。作为整个产业链中技术壁垒最高的环节,无论是今后的降低成本还是大规模产业化推进,碳化硅衬底的核心作用都无可替代。

山西天成半导体材料有限公司由多位碳化硅领域科研和量产经验人员共同发起,从2021年8月开始筹备,仅半年中试完成,导电型和半绝缘型6寸晶锭同步出炉,并成为2022创客中国新材料大赛企业组山西省唯一入围企业。

如何制备高纯碳化硅粉料是碳化硅单晶生长领域研究热点和核心技术,天成半导体采用自主改进的自蔓延高温合成法制备的高纯碳化硅粉料经第三方机构检测,纯度达到6N电子级碳化硅粉料。

公司研发团队从设备研制,粉料,籽晶,热场设计到衬底制备,已经形成完整自主闭环。晶锭经苏州扬帆半导体做代加工切片,衬底经过米格实验室检测,TSD≤500㎠、TED≤2500㎠、BPD≤500㎠,MD≤0.5ea/㎠,导电性0.015~0.025ohm•cm。产品数据国内先进,经过外延厂试用反馈后与多家下游企业达成合作意向。

天成半导体从立项到中试完成产品验证过程,使用经费少,研发速度快。截至目前在装备,粉料,籽晶等业务中已经完成数百万营收。这些源于过硬的研发团队和较强的技术储备支撑天成各阶段按照规划迅速完成。

因大规模厂房建设投产周期长,为快速响应市场,天成二期厂房10000平米已接近验收,规划年产10万片正分阶段进行中,以3个月为一建设单元,小步快跑,模块化建设。这样有利于储备技术快速实施,对市场快速反应,在生产中快速迭代技术的优势,预计2023年1月二期一单元建成,产能达到月产1000片高质量产品,并有客户提前预定。

项目入驻山西太忻一体化经济区,在山西省政府,太原市政府,中北高新开发区产业园的大力支持下,给予了天成厂房、资金、能耗等各方面政策支持。公司团队将持续凭借系统的专业知识、成熟的制造能力、知识产权组合以及地缘优势等多方面的优势,助力中国半导体产业健康持续发展,并在推动经济全球化过程中发挥关键作用。

图1高纯碳化硅粉料

图2衬底位错检测报告

图3碳化硅粉料杂质与衬底杂质关系图

表一粉料GDMS数据