仝晓刚教授正在给同事们讲解操作流程。山西日报记者  李志江摄

讲述人

山西天成半导体材料有限公司科技副总 仝晓刚
　　

从12英寸到14英寸，直径好像只大了2英寸，但对于碳化硅长晶来说，难度是呈几何级数增长的。今年3月11日，我们用自主研发的设备，终于成功研制出14英寸的碳化硅单晶材料，有效厚度达到30毫米。这是继去年我们实现12英寸N型碳化硅单晶材料和12英寸高纯半绝缘碳化硅单晶材料两项突破后，再次刷新国内行业纪录。
　　

如果有人问，做到14英寸到底有多难？我会用四个字形容：“蒙眼绣花”。
　　

碳化硅的生长条件十分苛刻。长晶的整个过程需要长达300多个小时，原料在圆柱体的容器炉底部，用2000多摄氏度高温加热形成气化的碳原子和硅原子，然后在温度梯度的驱动下，上升到容器炉顶部温度较低的籽晶上结晶。
　　

其间，炉子绝对不能断电，温度必须极度稳定。最折磨人的是，完全看不到炉子里晶体长成什么样，只能盯着外部的温度数据去判断，整个过程就像在开“盲盒”。在这期间，我们要靠精密的温度梯度控制与精准的流场控制，把通过加热气化成的碳原子和硅原子一个个精准地“排”到籽晶上结晶，稍微有点不规则，就会产生缺陷。历时3个多月攻关，我们终于取得了成功。
　　

这份成功，离不开我们的科研团队。我是太原工业学院副教授，2024年以科技副总的身份，与其他7名博士来到山西天成，目前，整个团队已有30余人，几年来，大家一路攻坚克难。
　　

也许有人会问，费这么大劲搞出来14英寸的，到底能干啥？
　　

现在的12英寸碳化硅，主要用在新能源汽车，还有最近很火的AR眼镜、AI芯片等领域；而14英寸的，用于加工半导体设备零部件和半导体芯片封装散热层。如果使用硅和石英制造零部件，基本一到两个月更换一次。而用碳化硅制作的零部件，3年才需更换一次，完全能够满足下游市场“降本增效”的迫切需求。
　　

去年,我们完成了8500余万元的销售额，通过技术突破，今年预计能冲到2亿元。这让我们有了十足的底气，可以把资金更多地投入到技术攻关中。
　　

今年，作为太原市重点项目的新厂房建设启动，太原市以及中北高新区管委会相关部门工作人员前来现场办公。相信不久的将来，新厂房落成后，公司发展将迈出更大的步伐。