碳化硅生产厂家 成立仅两年！这家公司立志成为第三

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图片：受访人提供、图虫创意

1893年，法国科学家亨利•莫埃桑在一块陨石碎片中发现了一种全新的矿物质——碳化硅。地球的自然界并不存在天然的碳化硅材料，这显然是一种来自外太空的物质。

这种物质有何特征？是神秘、超乎想象还是让人望而生畏？尽管对此一无所知，但人类对未知世界的探索永无止境。

在孜孜不倦的探索下，人类早已攻破人造碳化硅难题。基于高临界击穿电场、高电子迁移率等优势，碳化硅也从一只碳化硅晶体发光二极管摇身变成重要的电子材料，并在当下成为第三代半导体的核心基础材料。

时光的马车呼啸而过，在莫埃桑发现碳化硅120多年后的今天，“新时代之争”围绕高科技展开的趋势愈发明显，在以半导体芯片为主旋律的背景下，碳化硅也开始成为百家争鸣的追逐热点。

本次《大国之材》走进了成立半年就推出了大尺寸碳化硅单晶衬底的江苏超芯星半导体有限公司（以下简称“超芯星”），与董事长刘欣宇展开了一场深度对话。

01

一战成名：大尺寸碳化硅单晶扩径技术面世

2019年10月，“超芯星首推大尺寸扩径技术”的消息使超芯星获得行业关注，同时也收到了疑问：这家名不见经传的企业来自何方？

刘欣宇回答道：“超芯星是由海外和国内技术团队成立的，主攻6-8英寸碳化硅衬底的研发与产业化。”

超芯星的成立，源于刘欣宇对碳化硅的坚持与热爱。刘欣宇2001年赴欧深造，在国外企业及高校深耕碳化硅晶体生长的研究，并实现产业化及产品的全球销售。近年来，他越来越深刻地意识到国产碳化硅衬底极大的供需失衡，为了给国家碳化硅行业贡献自己的力量，他选择了创业。

“因碳化硅源自超新星爆炸产生的陨石，碳化硅衬底材料又属于芯片领域，因此公司取名‘超芯星’。” 刘欣宇谈到，“我们希望，超芯星能成为本行业的‘新星’。” 采访中，刘欣宇的言谈举止都散发着对碳化硅的热爱，并感染着身边的人。

以碳化硅为代表的第三代半导体材料，已在我国基本完成了从研发向规模化、商业化生产的成功跨越，基本聚焦在4-6英寸碳化硅衬底的生产工作。国外碳化硅衬底已经实现6-8英寸量产。“大尺寸碳化硅衬底给下游应用带来成本的大幅度降低和产能的提升。但要制造出大尺寸碳化硅，并非易事。别小看这2英寸的差距，背后都隐藏着研发人员无数个用汗水浇灌的日夜。”刘欣宇说，“随着晶体尺寸的扩大，其生长难度工艺呈几何级增长。”

但成功偏爱为敢闯敢试的人开“绿灯”。

2019年10月，成立仅半年的超芯星全国首推大尺寸扩径碳化硅单晶（163mm约6.5英寸）。这意味着向大尺寸碳化硅材料迈出了自主可控的第一步。

2020年，超芯星推出了国内首台套HTCVD碳化硅单晶生长设备。

国际上碳化硅单晶产业化制备的主要方法有物理气相传输法（PVT，Physical Vapor Transport）、高温化学气相沉积法（HTCVD, High Temperature Chemical Vapor Deposition）。

“目前国内业内尚未开展HTCVD法，这种方法相比PVT法制备的碳化硅晶体纯度高、质量优，同时生长速率高、可持续生长，将有助于提高碳化硅单晶衬底片质量和产能，从而增大碳化硅衬底片供应力度，降低碳化硅衬底片成本。”刘欣宇谈道，“超芯星同时开展PVT和HTCVD两种技术路线，有助于该行业多元化产业化发展。”

02

发展：机遇与挑战并行

具有禁带宽度大、热导率高、电子饱和迁移速率高和击穿电场高等性质的碳化硅器件，在高温、高压、高频、大功率电子器件领域具有得天独厚的优势，正逐渐成为大功率半导体的主流，并已广泛应用在新能源汽车、轨道交通、光伏和风力发电等多个领域。

根据Yole统计，碳化硅衬底材料市场规模将从2018年的1.21亿美金增长到2024年的11亿美金，复合增速达44%。按照该复合增速，2027年碳化硅衬底材料市场规模将达到约33亿美金。全球市场正在热情拥抱碳化硅，尤其在中国，受中美贸易战的影响，包括超芯星在内的碳化硅的本土企业正在加速布局。

在刘欣宇博士看来，中美贸易战让中国意识到半导体材料自主自控的重要性，中国也因此迎来了碳化硅热潮。而随后发布的新基建、国家2030计划和“十四五”国家研发计划等政策，更是推动了各地碳化硅材料产业的集聚和发展。但与此同时，国产碳化硅崛起，并非易事。

“中国碳化硅行业依旧被‘卡脖子’，只有研发出真正有实力的产品，才能更好地发展。在当下，做好内功、上下游协同，逐步实现国产替代、全面自主可控。” 刘欣宇谈到。

但诚如他所言，半导体产业本身的产业属性，建设周期长、固定资产投入大，要想在短期内实现收益，对于初创公司是一个挑战。而与此同时，中国半导体的人才荒问题也必须引起重视。按照2020年我国集成电路产业达到一万亿元产值来算，至少需要70万名相关人才碳化硅生产厂家，但现在不到30万人，缺口超过40万人。“国家正在大力推进人才建设，我们企业也在积极培养人才。” 刘欣宇说。

心里有火，眼里有光。

在国家政策和技术硬实力的双重驱动下，两年时间里，超芯星完成了产品的迭代升级和几轮融资，这是超芯星日益壮大的发展史。

在成立的第一年里，超芯星推出了国内首创大尺寸碳化硅单晶扩径技术；第二年，超芯星又推出了全国首台套HTCVD碳化硅单晶生长设备。那在第三个年头以及未来更多的日夜里，超芯星又将带来哪些惊喜？

刘欣宇用明朗的语气答道：“我们坚信技术创新带来的产业红利，超芯星会在不断技术升级和产品迭代的过程中为下游器件客户提供更多大尺寸高质量的衬底，满足应用市场。”

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THE END

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