為助力中國第三代半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展提質(zhì)增效，更好地整合國內(nèi)外第三代半導(dǎo)體行業(yè)的優(yōu)勢資源，實(shí)現(xiàn)中國半導(dǎo)體行業(yè)迅速崛起。2017年11月1日，由國家半導(dǎo)體照明工程研發(fā)及產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、北京市順義區(qū)人民政府主辦的第十四屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇暨 2017 國際第三代半導(dǎo)體論壇開幕大會在北京順義隆重召開。會期兩天半，同期二十余場次會議。2日上午，舉行的“碳化硅材料與器件分會” 特邀請浙江大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師盛況和山東大學(xué)教授徐現(xiàn)剛共同擔(dān)任分會主持人。徐現(xiàn)剛教授還分享“SiC單晶生長技術(shù)的現(xiàn)狀與展望”深度報(bào)告，帶來最新的技術(shù)進(jìn)展和前景趨勢分析。

 

　　會上，來自美國Wolfspeed 電力設(shè)備研究科學(xué)家Jon ZHANG教授帶來“碳化硅功率器件的現(xiàn)狀與展望”主題報(bào)告；荷蘭代爾夫特理工大學(xué)教授、IEEE電力電子協(xié)會主席Braham FERREIRA，德國愛思強(qiáng)股份有限公司電力電子器件副總裁Frank WISCHMEYER，國家電網(wǎng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院功率半導(dǎo)體研究所副總工程師楊霏，日本大阪大學(xué)助理教授CHEN Chuantong，南京電子器件研究所黃潤華博士、超凡數(shù)據(jù)與咨詢事業(yè)部檢索業(yè)務(wù)高級總監(jiān)馬志勇等專家及知名企業(yè)負(fù)責(zé)人出席活動并分享各自專場研究進(jìn)展報(bào)告。

 

　　碳化硅（SIC）被半導(dǎo)體界公認(rèn)為“一種未來的材料”，是新世紀(jì)有廣闊發(fā)展?jié)摿Φ男滦桶雽?dǎo)體材料。預(yù)計(jì)在今后5～10年將會快速發(fā)展和有顯著成果出現(xiàn)。Jon ZHANG教授表示，功率半導(dǎo)體器件是電力電子系統(tǒng)的重要組成部分，其決定了能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的效率、尺寸和成本。功率器件的進(jìn)步革新了電力電子系統(tǒng)。針對不同的應(yīng)用，如今的商業(yè)市場提供了廣泛的電子器件。在所有類型的電力器件中，IGBTs和FRDs是目前是分立器件和功率模塊中最常用的組件。盡管有這些優(yōu)勢，Si 功率器件正在接近他們的性能極限。

 

　　荷蘭代爾夫特理工大學(xué)教授、IEEE電力電子協(xié)會主席Braham FERREIRA在“未來寬禁帶電力電子技術(shù)的發(fā)展”報(bào)告時(shí)表示，開幕式上曹部長說到2030年巨大的戰(zhàn)略和規(guī)劃，同時(shí)我們有非常卓越的一些技術(shù)性的演講，但這些演講都是關(guān)于技術(shù)方面的，我們能做什么？如果我們將其與我們的科研和研發(fā)相連起來，就像我所講的它之間的一個(gè)連接點(diǎn)在哪里，以及有這樣在三十年當(dāng)中這樣一些影響。在我看來這兩者之間的聯(lián)系是缺失的，這也是我過去很努力的方向。

 

　　德國愛思強(qiáng)股份有限公司電力電子器件副總裁Frank WISCHMEYER先生分享了，就高生產(chǎn)率的碳化硅同質(zhì)外延的程序在大容量生產(chǎn)反應(yīng)器當(dāng)中的表現(xiàn)主題報(bào)告。他表示，用于高產(chǎn)量生產(chǎn)的高增長率SiC同質(zhì)外延工藝生長的大容量生產(chǎn)反應(yīng)器，它是在于每小時(shí)二十五微米，更好地，更快速地長外延材料，那么也是在生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)τ谏a(chǎn)廠家來說是一個(gè)好事，那么同時(shí)它這個(gè)結(jié)果在之間出的效果，尤其是在一千二百伏元器件體現(xiàn)出來。預(yù)計(jì)2018年這種全面的自動化技術(shù)的使用，會使得我們整個(gè)產(chǎn)業(yè)會有大量的一個(gè)客戶量的增長。

 

　　碳化硅單晶生產(chǎn)技術(shù)方面的專家，山東大學(xué)的教授徐現(xiàn)剛教授現(xiàn)場分享了碳化硅單晶生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀和未來的發(fā)展。碳化硅之所以它好，有一個(gè)它本身的自身特性好，也就是它的物理特性，用中國的俗話來說根正苗紅。六十年前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了碳化硅是最佳的半導(dǎo)體材料，所以對于碳化硅來說它并不是一個(gè)新材料，六十年前我們從理論上預(yù)測非常好的材料，但是我們等了六十年碳化硅的時(shí)代才到來。這中間的艱辛一方面是硅材料的突飛猛進(jìn)，硅材料的自備技術(shù)，另一方面碳化硅生產(chǎn)的難度也非常大，決定了它的應(yīng)用受到了一些限制。

 

　　對碳化硅的要求，應(yīng)用時(shí)候有經(jīng)濟(jì)方面的一些關(guān)鍵點(diǎn)，一個(gè)是它的成熟度，它材料的成熟度，主要表現(xiàn)在它的缺陷，并且它的位錯(cuò)比較感興趣，這個(gè)也決定了碳化硅的器件可靠性。另一方面還有一個(gè)就是碳化硅材料由于生產(chǎn)的溫度非常高，兩千多度以上，難免會有一些問題。第二個(gè)它要做到我們的AGBT，高壓的材料它還是非常有挑戰(zhàn)性的需求。

 

　　所有的技術(shù)都有一個(gè)發(fā)展過程，尤其對于電網(wǎng)來說，它要求的高電壓大電流，它的可靠性要求三十年甚至四十年。國家電網(wǎng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院功率半導(dǎo)體研究所副總工程師楊霏介紹了碳化硅材料和電力器件在電網(wǎng)當(dāng)中的應(yīng)用。其中對電網(wǎng)整體對材料的要求，材料部分的需求和裝備的國內(nèi)國際進(jìn)展進(jìn)行了細(xì)致介紹。他表示，預(yù)期到2025年左右，十千伏十安的全控型的模塊應(yīng)當(dāng)是可以達(dá)到應(yīng)用水平，這樣的話就是直流輸電的話，靈活直流輸電可能要突破五百千伏到八百千伏的水平，到2050年碳化硅三十千伏五千的應(yīng)該可以達(dá)到應(yīng)用水平，這樣來說對電網(wǎng)的預(yù)期是整體上革命性的變化。

 

　　SIC屬于“寬禁帶”半導(dǎo)體，物理特性與硅有很大不同。單晶碳化硅（SIC）比單晶硅（SI）具有很多優(yōu)越的物理特性，例如（1）大約10倍的電場強(qiáng)度；（2）大約高3倍的熱導(dǎo)率；（3）大約寬3倍禁帶寬度；（4）大約高一倍的飽和漂移速度.理論上SIC器件的工作溫度在500℃或更高溫度，而硅器件是無法實(shí)現(xiàn)的。碳化硅的導(dǎo)熱率超過銅的導(dǎo)熱率，器件產(chǎn)生的熱量會快速傳遞，這無疑對器件的通流性能提高非常有利。

 

　　日本大阪大學(xué)助理教授CHEN Chuantong分享了SiC功率芯片貼片模組低應(yīng)力連接技術(shù)報(bào)告。他表示，寬禁帶材料已經(jīng)被認(rèn)為是一個(gè)非常理想的半導(dǎo)體材料，作為下一時(shí)代的代表材料，它有很多明確的優(yōu)勢，與硅相比寬禁帶材料有著很多的優(yōu)越的性能，包括它能夠在更高的溫度之下工作，有更高的功率密度等等，由于它的這個(gè)禁帶寬度非常寬，可以在非常高電壓的情況之下進(jìn)行工作。最重要的就是可以在高達(dá)二百五十?dāng)z氏度的環(huán)境之下進(jìn)行工作。并展示了材料能夠達(dá)成更小的轉(zhuǎn)換功率損耗和未來一些應(yīng)用的方向。可以在這些不同的領(lǐng)域當(dāng)中，包括家用電器、包括電動汽車、電機(jī)、風(fēng)能、太陽能等產(chǎn)業(yè)當(dāng)中都能夠扮演非常重要的角色。

 

　　南京電子器件研究所黃潤華博士分享了1.2kV 4H-SiC DMOSFET的設(shè)計(jì)與制造關(guān)鍵點(diǎn)。他表示，未來的工作主要還是針對一千兩百伏到一千七百伏的企業(yè)，要實(shí)現(xiàn)一個(gè)產(chǎn)品化，目前提供可生產(chǎn)性基本滿足產(chǎn)品要求，未來就是為了降低電阻，提升我們的可靠性，還要進(jìn)行下一步的研究。再下一步要開發(fā)三千三百伏到一萬伏，爭取到五千伏的時(shí)候推出一些產(chǎn)品。

 

　　超凡數(shù)據(jù)與咨詢事業(yè)部檢索業(yè)務(wù)高級總監(jiān)馬志勇在做主題為“SiC國際知名企業(yè)專利布局策略與競合動向”報(bào)告是表示，研發(fā)者首先要注重和用專利，注意你的核心技術(shù)你的專利，要用拳頭保護(hù)咱們的產(chǎn)品。要用專利的挖掘與布局來保護(hù)我們的產(chǎn)品和研發(fā)。并且通過專利分析可以找到合作者，補(bǔ)全我們產(chǎn)業(yè)鏈的一環(huán)，增強(qiáng)實(shí)力。這些巨頭是一個(gè)競爭，我們要關(guān)注它的專利，規(guī)避我們的風(fēng)險(xiǎn)，通過專利分析這些東西都是潛在可能的。（根據(jù)現(xiàn)場速記整理，如有出入敬請諒解！）