近日，中國科學院黨組公布了2023年中國科學院年度人物和年度團隊名單，共有8個個人和團隊獲獎。其中物理所陳小龍研究員獲得“年度創(chuàng)新人物”。
作為第三代半導(dǎo)體材料，碳化硅晶體是新能源汽車、光伏和 5G 通訊等急需的戰(zhàn)略性半導(dǎo)體材料，是材料領(lǐng)域發(fā)展最快、國際競爭最激烈的方向之一。中國科學院物理研究所先進材料與結(jié)構(gòu)分析實驗室陳小龍研究員帶領(lǐng)團隊攻堅克難 20 余年，在國內(nèi)最早開展成果轉(zhuǎn)化，創(chuàng)建了國內(nèi)第一家碳化硅晶體產(chǎn)業(yè)化公司，實現(xiàn)了我國碳化硅晶片產(chǎn)品從無到有，突破了國外對我國碳化硅晶體生長和加工技術(shù)的長期封鎖，帶動了我國碳化硅材料、器件和模塊產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展。
▲中國科學院物理研究所陳小龍研究員
自主創(chuàng)新，突破關(guān)鍵核心技術(shù)
至20世紀90年代末，只有美國等少數(shù)幾個發(fā)達國家掌握 2 英寸晶體生長技術(shù)，應(yīng)用于制造先進雷達、航空航天等，但對我國實施嚴格的技術(shù)封鎖。自 1999 年以來，陳小龍帶領(lǐng)團隊從零開始，立足自主創(chuàng)新，開展碳化硅晶體制備的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。經(jīng)過 20 多年的科研攻關(guān)，陳小龍攻克了晶體擴徑這一公認的難題，穩(wěn)定生長出高質(zhì)量的 2~8 英寸碳化硅晶體，解決了產(chǎn)生相變、微管等致命缺陷的問題。陳小龍團隊還發(fā)明了等面積多線切割技術(shù)，新型研磨液和拋光液，大幅降低了加工成本。團隊在碳化硅晶體生長與加工技術(shù)方面獲授權(quán)專利 29 項（國際發(fā)明專利 6 項）。
厚積薄發(fā)，從基礎(chǔ)研究走向產(chǎn)業(yè)化
經(jīng)過長期的基礎(chǔ)研究階段積累，2006 年，陳小龍在無經(jīng)驗可借鑒的情況下，創(chuàng)辦了國內(nèi)第一家碳化硅晶體產(chǎn)業(yè)化企業(yè)——北京天科合達半導(dǎo)體股份有限公司（簡稱“天科合達”），建立了完整的碳化硅晶片生產(chǎn)線。
在產(chǎn)業(yè)化過程中，陳小龍帶領(lǐng)團隊持續(xù)降低碳化硅晶體缺陷密度，提高晶體質(zhì)量，產(chǎn)品各項技術(shù)指標均達國際先進水平。天科合達向國內(nèi) 100 多家科研機構(gòu)和企業(yè)批量供片，產(chǎn)品被應(yīng)用于某重大工程型號中。近三年晶片累計銷售 11.4 億元，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。天科合達在導(dǎo)電型碳化硅襯底供應(yīng)商中市場排名國內(nèi)第一、國際第四，2022 年國際市場占有率在 12.8% 左右。
鍥而不舍，力爭取得新的突破
碳化硅晶體的國產(chǎn)化，滿足了國家重大需求，帶動了中車、國網(wǎng)、泰科天潤等 20 余家國內(nèi)企業(yè)進入下游器件、封裝和模塊產(chǎn)業(yè)，促使國內(nèi)形成了完整的碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈，帶動了我國寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，使得我國的新能源汽車和光伏等產(chǎn)業(yè)進入世界前列。陳小龍因在碳化硅研究方面取得的突出成就而獲得中國科學院科技促進發(fā)展獎和中國發(fā)明協(xié)會發(fā)明創(chuàng)業(yè)特等獎。
▲中國科學院物理研究所陳小龍研究員
陳小龍研究員將帶領(lǐng)團隊繼續(xù)專注于提高碳化硅晶體的質(zhì)量，降低成本，實現(xiàn) 8 英寸碳化硅襯底規(guī)模化生產(chǎn)。幾年前他已帶領(lǐng)團隊研發(fā)新的液相法碳化硅晶體生長技術(shù)，并在國際上首次生長出性能更加優(yōu)異的立方碳化硅晶體，今后將向產(chǎn)業(yè)推廣，為更穩(wěn)定性和可靠性功率器件奠定堅實基礎(chǔ)，力爭為我國寬禁帶半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)做出新的更大貢獻！
