三、我國發展現狀與水平

1.SiC單晶材料技術我國SiC單晶生長研究起步較晚，但在材料制備方面已取得較大突破。國內SiC單晶的研發始于2000年，主要研究單位有中科院物理研究所、山東大學、中科院上海硅酸鹽研究所、中電集團46所等，均采用PVT法生長SiC單晶材料。產業化公司主要有北京天科合達、山東天岳、河北同光等。在國家支持下，我國SiC單晶技術發展迅速，已建立了從生長、切割、研磨到化學機械拋光的完整SiC單晶襯底材料生產線。SiC單晶直徑已達6英寸，微管密度與國際產品相當，可提供N型、半絕緣等不同類型的襯底材料;特別是用于電力電子器件的N型SiC襯底材料，已實現電阻率<20mΩ•cm、可用面積超過90%的指標，一定程度上滿足國內電力電子器件制備的需求。我國SiC單晶襯底質量相對國際先進水平還有較大差距，特別是尺寸更大(6～8英寸)、微管和位錯密度更低的SiC襯底材料方面，仍有較多基本科學問題有待深入研究。

2.SiC外延材料技術我國SiC外延材料研發工作始于“九五”計劃，材料生長技術及器件研究均取得較大進展。主要研究單位有中科院半導體研究所、中電集團13所和55所、西安電子科技大學等，產業化公司主要是東莞天域和廈門瀚天天成。目前我國已研制成功6英寸SiC外延晶片，且基本實現商業化。我國已經能夠提供成熟的N型SiC外延層材料產品，可提供各種器件結構材料，滿足3.3kV及以下電壓等級SiC電力電子器件的研制。但是用于研制10kV及以上電壓等級器件的N型厚外延材料和用于研制雙極型器件的P型外延材料方面，尚有一些基礎問題需要攻克。

3.SiC器件技術國內SiC器件研制起步較晚，2000年以來國內多家科研院所開展了相關研發工作。2014年，浙江大學研制出6000VJBS芯片，北京泰科天潤研發出3300V/10AJBS芯片，中電集團55所研制成功10kVJBS芯片。浙江大學聯合中電集團55所和山東大學等單位，成功研制4500V/100AJBS功率模塊、4500V/50AJFET功率模塊和10kV/200A串聯功率模塊，縮小了我國與國際領先水平的差距。MOSFET方面，西安電子科技大學、中科院微電子研究所、中電集團55所相繼研制出900V、1200V、1700V和3300V樣品。

四、我國進一步發展重點及對策建議

1.發展重點我國在SiC材料技術方面的進一步發展重點為：突破SiC單晶材料大直徑生長、多型控制、應力和位錯缺陷降低等關鍵技術，開發出滿足電力電子領域器件性能要求的，6～8英寸SiC單晶襯底制備技術，解決國產SiC單晶生長的瓶頸問題。積極推進SiC單晶襯底和外延材料產業化，推進設備制造、生長與加工、檢測等技術全面國產化，促進SiC單晶和外延材料實用化，提高SiC電力電子器件水平。在SiC電力電子器件及其應用領域重點發展：中高壓肖特基二極管全面產業化、MOSFET芯片及模塊技術開發及產業化、高壓IGBT芯片及模塊技術開發、高壓GTO芯片及模塊技術開發等。

2.對策建議由于SiC材料制備工藝難度大、成本偏高，使得SiC電力電子器件價格較高，影響其普及。隨著技術進步和生產企業逐漸增多，SiC材料與器件價格有望繼續降低。除成本外，對技術認識不足、缺少器件生產龍頭企業、器件生產和研發投入不足等，也是制約我國SiC技術發展的原因。基于我國SiC材料和器件的現狀和未來發展趨勢，提出以下幾方面對策建議：

一是組織制定中長期發展規劃。SiC材料和器件技術及其產業，直接關系到國家經濟發展、國家安全和民生，需要上升到國家戰略性新興產業高度來培育和發展。需要依靠國家大力支持，才能在落后國際先進水平的情況下奮起直追，打造獨立自主、具有國際競爭力的SiC材料和器件產業。建議根據國情和需求，編制“中國碳化硅材料和器件產業發展中長期規劃”，對SiC材料和器件產業進行有規劃、分層次、長期的支持。

二是形成以企業為創新主體的規模化產業。我國SiC產業還處于發展初期，產業規模尚未形成。為應對國際市場日益嚴峻的競爭壓力，我國在產業發展過程中應以應用需求為導向，以盡快形成規模化產業為目標，以企業為創新主體，加快制定產業標準，發揮產業地域效應和集群效應，盡快實現SiC材料和器件產業規模化發展。

三是構建“產學研用”結合的協同創新發展體系。我國SiC材料和器件產業發展必須堅持自主創新、“產學研用”相結合。目前亟需集中力量、突出重點，發揮科研院所的基礎技術研發和關鍵技術攻堅實力，并使之與企業緊密結合，形成自主知識產權，不斷提高產業技術水平和競爭力。建議以企業為創新主體的同時，堅持大專院校、科研院所和企業相結合的科研機制，加快SiC材料和器件產業化進程。四是建設上下游緊密溝通和合作的完整產業鏈。國內已有一批SiC單晶襯底材料、外延材料、器件設計和制造工藝的企事業單位，但離形成完整產業鏈尚有較大差距。

襯底和外延材料、器件設計和制造工藝，以及材料質量評價和性能驗證是環環相扣、互相推動的統一整體，建議發揮政策引導作用，建立產業聯盟，對襯底材料、外延材料、器件設計和制造工藝等產業鏈各環節進行整體支撐，引導各環節間實現資源共享、強強聯合，上下游互相拉動和促進，形成一個布局合理、結構完整的產業鏈。五是充分發揮行業協會和產業聯盟作用。建議充分發揮行業協會和產業聯盟的橋梁和紐帶作用，向政府建言獻策、為企業出謀劃策，一方面向企業傳達政府政策，一方面向政府反映企業訴求，指導企業科學發展和自主創新，有效進行結構調整，實現我國SiC材料和器件產業的可持續發展。

作者:陳碩翼 張麗 唐明生 李建福

單位:1. 科技部高技術研究發展中心;

        2. 中國科學院理化技術研究所;

        3. 北京鑒衡認證中心有限公司