為助力中國第三代半導體行業發展提質增效，更好地整合國內外第三代半導體行業的優勢資源，實現中國半導體行業迅速崛起。2017年11月1日，由國家半導體照明工程研發及產業聯盟、第三代半導體產業技術創新戰略聯盟、北京市順義區人民政府主辦的第十四屆中國國際半導體照明論壇暨 2017 國際第三代半導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” 特邀請浙江大學教授、博士生導師盛況和山東大學教授徐現剛共同擔任分會主持人。徐現剛教授還分享“SiC單晶生長技術的現狀與展望”深度報告，帶來最新的技術進展和前景趨勢分析。

 

　　會上，來自美國Wolfspeed 電力設備研究科學家Jon ZHANG教授帶來“碳化硅功率器件的現狀與展望”主題報告；荷蘭代爾夫特理工大學教授、IEEE電力電子協會主席Braham FERREIRA，德國愛思強股份有限公司電力電子器件副總裁Frank WISCHMEYER，國家電網全球能源互聯網研究院功率半導體研究所副總工程師楊霏，日本大阪大學助理教授CHEN Chuantong，南京電子器件研究所黃潤華博士、超凡數據與咨詢事業部檢索業務高級總監馬志勇等專家及知名企業負責人出席活動并分享各自專場研究進展報告。

 

　　碳化硅（SIC）被半導體界公認為“一種未來的材料”，是新世紀有廣闊發展潛力的新型半導體材料。預計在今后5～10年將會快速發展和有顯著成果出現。Jon ZHANG教授表示，功率半導體器件是電力電子系統的重要組成部分，其決定了能量調節系統的效率、尺寸和成本。功率器件的進步革新了電力電子系統。針對不同的應用，如今的商業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教授、IEEE電力電子協會主席Braham FERREIRA在“未來寬禁帶電力電子技術的發展”報告時表示，開幕式上曹部長說到2030年巨大的戰略和規劃，同時我們有非常卓越的一些技術性的演講，但這些演講都是關于技術方面的，我們能做什么？如果我們將其與我們的科研和研發相連起來，就像我所講的它之間的一個連接點在哪里，以及有這樣在三十年當中這樣一些影響。在我看來這兩者之間的聯系是缺失的，這也是我過去很努力的方向。

 

　　德國愛思強股份有限公司電力電子器件副總裁Frank WISCHMEYER先生分享了，就高生產率的碳化硅同質外延的程序在大容量生產反應器當中的表現主題報告。他表示，用于高產量生產的高增長率SiC同質外延工藝生長的大容量生產反應器，它是在于每小時二十五微米，更好地，更快速地長外延材料，那么也是在生產領域對于生產廠家來說是一個好事，那么同時它這個結果在之間出的效果，尤其是在一千二百伏元器件體現出來。預計2018年這種全面的自動化技術的使用，會使得我們整個產業會有大量的一個客戶量的增長。

 

　　碳化硅單晶生產技術方面的專家，山東大學的教授徐現剛教授現場分享了碳化硅單晶生產技術的現狀和未來的發展。碳化硅之所以它好，有一個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。六十年前已經發現了碳化硅是最佳的半導體材料，所以對于碳化硅來說它并不是一個新材料，六十年前我們從理論上預測非常好的材料，但是我們等了六十年碳化硅的時代才到來。這中間的艱辛一方面是硅材料的突飛猛進，硅材料的自備技術，另一方面碳化硅生產的難度也非常大，決定了它的應用受到了一些限制。

 

　　對碳化硅的要求，應用時候有經濟方面的一些關鍵點，一個是它的成熟度，它材料的成熟度，主要表現在它的缺陷，并且它的位錯比較感興趣，這個也決定了碳化硅的器件可靠性。另一方面還有一個就是碳化硅材料由于生產的溫度非常高，兩千多度以上，難免會有一些問題。第二個它要做到我們的AGBT，高壓的材料它還是非常有挑戰性的需求。

 

　　所有的技術都有一個發展過程，尤其對于電網來說，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。國家電網全球能源互聯網研究院功率半導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當中的應用。其中對電網整體對材料的要求，材料部分的需求和裝備的國內國際進展進行了細致介紹。他表示，預期到2025年左右，十千伏十安的全控型的模塊應當是可以達到應用水平，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該可以達到應用水平，這樣來說對電網的預期是整體上革命性的變化。

 

　　SIC屬于“寬禁帶”半導體，物理特性與硅有很大不同。單晶碳化硅（SIC）比單晶硅（SI）具有很多優越的物理特性，例如（1）大約10倍的電場強度；（2）大約高3倍的熱導率；（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，而硅器件是無法實現的。碳化硅的導熱率超過銅的導熱率，器件產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。

 

　　日本大阪大學助理教授CHEN Chuantong分享了SiC功率芯片貼片模組低應力連接技術報告。他表示，寬禁帶材料已經被認為是一個非常理想的半導體材料，作為下一時代的代表材料，它有很多明確的優勢，與硅相比寬禁帶材料有著很多的優越的性能，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，由于它的這個禁帶寬度非常寬，可以在非常高電壓的情況之下進行工作。最重要的就是可以在高達二百五十攝氏度的環境之下進行工作。并展示了材料能夠達成更小的轉換功率損耗和未來一些應用的方向。可以在這些不同的領域當中，包括家用電器、包括電動汽車、電機、風能、太陽能等產業當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的設計與制造關鍵點。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，要實現一個產品化，目前提供可生產性基本滿足產品要求，未來就是為了降低電阻，提升我們的可靠性，還要進行下一步的研究。再下一步要開發三千三百伏到一萬伏，爭取到五千伏的時候推出一些產品。

 

　　超凡數據與咨詢事業部檢索業務高級總監馬志勇在做主題為“SiC國際知名企業專利布局策略與競合動向”報告是表示，研發者首先要注重和用專利，注意你的核心技術你的專利，要用拳頭保護咱們的產品。要用專利的挖掘與布局來保護我們的產品和研發。并且通過專利分析可以找到合作者，補全我們產業鏈的一環，增強實力。這些巨頭是一個競爭，我們要關注它的專利，規避我們的風險，通過專利分析這些東西都是潛在可能的。（根據現場速記整理，如有出入敬請諒解！）