山东天岳:领跑中国碳化硅半导体产业发展


来源:企业观察报

[导读]  碳化硅半导体技术门槛极高,在碳化硅半导体材料工业化批量生产、加工的各个环节都会有一个又一个新的世界级的难题需要去逐个破解,需要进行大量的产业化实验,实际上对实施产业化企业的研发能力和研发投入提出了更高的要求。山东天岳大胆实施的一系列协同创新布局不仅使公司能够紧跟世界碳化硅半导体技术发展的最前沿,继续保持着技术领先地位,同时对全球碳化硅半导体科技资源的整合,山东天岳公司获得了顶级的全球性联合研发团队,为未来技术发展打下了坚实的基础。


中国粉体网讯  第三代半导体产业是“中国制造2025”中的高端装备制造、高压输变电、轨道交通、纯电动汽车产业发展的基础;是5G通讯、大功率军用雷达的核心要素;是实现物联网和2030节能减排目标的重要支撑,发展第三代半导体产业已经列入我国十三五规划和中国制造2025规划,是国家战略性新兴产业。


创新驱动,聚力产业化运营


高新技术的产业化一直是个世界性难题,即使是市场经济充分发展的发达国家也常常面临高新技术的产业化困境。碳化硅技术的产业化使得山东天岳公司同样经历了一个异常艰难的创新攻关过程。


山东天岳公司从山东大学获得的碳化硅材料技术虽然早已通过了国家重大专项的验收,但仍然只是实验室技术。从实验室技术到工业化产品工艺存在着著名的“产业化鸿沟”。所谓“产业化鸿沟”实际更是一道“研发鸿沟”——碳化硅半导体技术门槛极高,在碳化硅半导体材料工业化批量生产、加工的各个环节都会有一个又一个新的世界级的难题需要去逐个破解,需要进行大量的产业化实验,实际上对实施产业化企业的研发能力和研发投入提出了更高的要求。


打铁还需自身硬,坚持自主创新是山东天岳科技创新最基础最关键的一环。为此,公司成立了十余个自主创新攻关小组,累计投入数千万元的研发费用,进行了3000多次工艺试验,科技人员更是“五加二白加黑”的连续奋战,经过不懈努力取得了数千项产业化科研成果,攻克了碳化硅晶体切割、研磨、抛光等系列加工技术的世界级难题,摸索出一条成熟稳定的碳化硅衬底材料生产、加工工艺路线!


闭门造车没有出路。中国碳化硅半导体技术长期落后,只有充分利用国内、国际两种资源才能实现快速发展。宗艳民大胆提出让全世界有担当的华人科学家协同创新、联合突破的创新思路。


在国内,与山东大学建立了碳化硅材料及器件联合研发中心,产业化过程中存在的技术问题协同攻关;与香港大学合作,研发新一代碳化硅晶体生长温场控制技术,功克了温场控制的世界性难题。


在国外,与澳大利亚昆士兰微纳米技术研究中心合作,进行碳化硅基肖特基二极管、金属氧化层半导体场效晶体管、大功率发光二极管等产品的研发;与美国加州大学、石溪大学、德国德累斯顿流体力学研究所等碳化硅领域全球的顶尖机构和人员进行不同形式的合作。


山东天岳大胆实施的一系列协同创新布局不仅使公司能够紧跟世界碳化硅半导体技术发展的最前沿,继续保持着技术领先地位,同时对全球碳化硅半导体科技资源的整合,山东天岳公司获得了顶级的全球性联合研发团队,为未来技术发展打下了坚实的基础。


技术创新离不开制度创新的保障。工程师出身同时拥有丰富企业管理经验的宗艳民对两者的关系深有体会。他创新性地提出要以经营的思路进行创新管理,努力在公司内部形成开放包容、不拘一格、全员参与的创新氛围。


为此,公司建立科技立项和科技奖励制度,鼓励技术人员和生产一线员工进行技术创新立项,立项后公司提供技术创新资金支持,每年公司组织专家对当年立项的技术成果进行评选,对获奖的团队和人员进行创新奖励,一等奖最高额为50万元。


同时实行错误包容机制,对于员工申请设立的不成功的项目,公司不予追究责任。这种创新形式的激励机制极大地激发了全员的创新热情,人人想创新敢创新,公司几乎每个岗位都有自己的创新立项,整个企业迸发出空前的创新活力。


创新关键在人才,特别是对人才的管理和使用尤为重要。在创新过程中怎么样才能人尽其用,发挥人才的最大潜能是山东天岳一直思考的问题。


针对产业化实验环节既需要技术又需要大量资金,既需要科技技术人员又需要产业界的工程技术人员的特殊要求。宗艳民利用天岳公司作为民营企业的灵活的机制,创新性地整合科研院所和企业的人才资源和技术资源,将生产试验所需的科技技术人员和产业界的工程技术人员进行有机结合,组成联合攻关小组,共同进行生产线设计、工艺固化、设备选型等各项产业化实验的方案制定和具体实施。


这种人员组合模式使科研人员的创新性设想在工程技术人员的协助下变为现实,让工程技术人员在具体实施中发现的创新方法得到总结提高和推广。创新性地用人机制也为企业迅速培养出高素质的人才——年仅28岁的山东天岳公司总工程师成为山东省最年轻的高级职称获得者。


也正是凭借这一创新性的做法,在进行碳化硅生产线建设时,国内外没有可供借鉴学习的实例,技术人员连半张国外同行的图纸,甚至核心厂房外观图样都没见过的情况下,宗艳民带领十余个这样的联合攻关小组边干边摸索,一遍遍实验,一点点固化,从“零”开始打造出了一条具有国际先进水平的生产线!


以技术创新带动制度创新,以制度创新促进技术创新,两种创新的有机结合和协同发展成为宗艳民以“中国速度”突破转化瓶颈的有力法宝,得以迅速取得碳化硅半导体技术产业化的成功。


初心不忘,力圆半导体兴国梦


一片3英寸的碳化硅衬底在国际市场上售价达到数千美元,利润率更是十分可观。在实现碳化硅半导体产业核心的材料突破后,山东天岳公司没有局限在自己取得领先地位的领域沾沾自喜、止步不前。公司关注的仍然是国际碳化硅半导体产业发展的大趋势大潮流,关注的仍然是如何利用材料技术突破的机会实现整个中国碳化硅半导体产业的崛起。


中国的碳化硅半导体材料技术虽然已经处于世界先进水平,但中下游产业特别是民用应用领域的发展却非常滞后。


中国碳化硅半导体要利用这次领先机会成功实现振兴发展,唯一的道路就是迅速打通产业链,实现产业联合。只有这样才能在最短的时间内将技术优势转化为产业优势、市场优势和经济优势。


为此,山东天岳公司在2013年底成功发起成立了中国宽禁带半导体产业联盟,并被成员单位一致推举为理事长单位。强调着眼于产业发展的需求,这个产业联盟从成立之初就打破构成限制,成员既包括国家电网、南车集团、中电集团等国企巨头,也包括山东天岳、东莞天域等民营企业和厦门瀚天等合资企业,涵盖了我国碳化硅半导体产业链各个核心环节的骨干。


产业联盟成立后通过资源整合、产学研合作、技术创新等方式积极促进上、中、下游的企业的交流与合作,并以联盟为纽带,积极帮助企业引进国外先进技术和先进人才,建设技术研发平台和公共服务平台,在短时间内为推动我国碳化硅产业链的上下游联合做了大量工作。


值得一提的是,在碳化硅半导体产业最早起步的美国,其产业联盟直到2014年才在总统奥巴马的亲自主持下在加州成立——后起的中国碳化硅半导体产业在产业发展步伐上却领先了发达国家一步。


与此同时,山东天岳公司抓住难得的机遇,积极通过自身的力量实施宽禁带碳化硅半导体产业链的贯通。在材料方面,山东天岳公司正在进行6英寸碳化硅衬底的研发及产业化,预计两年内实现产业化,产品尺寸和质量将完全达到国际先进水平,成为国际碳化硅晶体材料行业的主要供应商之一;在芯片和器件方面,山东天岳公司在美国和澳洲等组建了海外研发团队进行器件研发,两年内可以实现1700伏10安培肖特基二极管及场效应管的技术突破;在应用方面,天岳公司正在与南车时代、华为海思等企业合作,加大下游应用的开发投入。


可以预见的是,通过企业的努力和国家的支持,山东天岳公司等碳化硅半导体核心企业利用3到5年的时间就可以打通新一代碳化硅半导体产业链,利用5到10年的时间就有望跻身世界碳化硅半导体产业前列,使中国突破“空芯”。

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