
洁净恒温的半导体研发车间内,精密设备匀速运转,科研人员紧盯屏幕上跳动的温场曲线,微调每一组工艺参数,在微米级的晶体生长世界里精雕细琢、久久为功。在北京天科合达半导体股份有限公司,研发中心晶体生长部(以下简称晶体生长部)这支深耕第三代半导体领域的攻坚队伍,扎根一线潜心钻研,是企业起步最早、积淀最深、战斗力最强的核心团队。多年来,该团队聚焦碳化硅单晶提质、降本、扩尺、创新研发,助推企业从初创实验室成长为全球碳化硅单晶衬底行业龙头企业。今年,晶体生长部被授予全国工人先锋号。

深耕实业精耕细作迭代量产夯实龙头根基
晶体生长部始终坚持以市场需求为导向,深耕碳化硅单晶衬底核心工艺,稳步推进产品尺寸升级与品质跃升,筑牢企业全球竞争硬实力。该团队循序渐进、不断突破,先后成功研制2英寸至8英寸全系列碳化硅单晶衬底,掌握超大尺寸衬底核心技术,整体工艺水准稳居行业前列。
碳化硅单晶衬底应用于高端半导体核心领域,国际下游龙头企业验证标准和准入门槛极高。面对严苛考验,晶体生长部精益求精、反复打磨,顺利完成多轮国际顶级客户产品验证,赢得批量下单、绑定开发、长期战略合作等多元合作机会,充分彰显国产碳化硅研发制造的硬核实力。
近年来,北京天科合达半导体股份有限公司启动车规级8英寸碳化硅衬底产业化专项攻关。在部门负责人娄艳芳博士的带领下,晶体生长部稳步推进研发进程,先后制备出大尺寸单晶原型并正式发布导电型新品,跑出国产大尺寸衬底迭代“加速度”。从实现小规模量产到全面达成大规模量产条件,该团队推动公司产能不断跃升。随着市场拓展持续深入,公司大尺寸衬底出货量占比显著提高,成功斩获多家行业巨头长期量产订单,碳化硅衬底全球市场占有率稳步攀升,持续引领全球产业迭代升级。

攻坚前沿技术壁垒原创突破赋能高端产业
长期以来,高端半导体材料技术被国外企业垄断,国内新能源汽车、智能电网、高端电子产业发展等领域,面临材料短板的制约。面对行业技术难题,晶体生长部全体职工不畏挑战、主动担当,突破固有技术模式,攻克多项产业技术痛点难题,研发出多款适配高端产业的新材料产品。
针对新能源汽车、智能电网节能增效的发展需求,晶体生长部成功研发性能更优越的低电阻碳化硅产品。这款产品能够大幅降低设备运行能耗,让新能源汽车高压系统、大功率充电桩、轨道交通、智能电网等设备更加节能高效、稳定安全。 研发过程中,该团队遇到了诸多行业共性难题。为平衡产品质量与性能,工作人员日夜试验、反复调整生产工艺,不断优化生产流程,最终成功突破技术瓶颈,打造出性能均衡、质量稳定的高端产品,并率先在全球开展产品试用推广,帮助下游企业提升终端产品性能,助力国内新能源高端产业高质量发展。
与此同时,晶体生长部前瞻布局消费电子新赛道,2025年成功研发出AR眼镜专用8英寸半绝缘碳化硅衬底,一举突破超高纯度控制、大尺寸应力管理、光学级精密加工三大技术壁垒,顺利通过多家头部企业验证。依托核心技术优势,北京天科合达半导体股份有限公司联合慕德微纳(杭州)科技有限公司成立徐州慕科慧视科技有限公司,深耕碳化硅光波导技术产业化,精准破解AR设备厚重、成本高昂等行业痛点。未来3至5年,随着产线成熟与工艺升级,碳化硅AR产品将实现规模化商用,推动消费级AR产业迈入“千元时代”。

前瞻布局未来赛道自主创新实现领跑跨越
核心技术自立自强,是产业高质量发展的核心底气。晶体生长部始终立足国家战略需求,前瞻布局全球最前沿的12英寸碳化硅技术赛道,全力破解超大尺寸衬底研发难题,推动我国第三代半导体产业从“跟跑并跑”向“全面领跑”跨越。
12英寸碳化硅衬底是全球半导体产业竞争的制高点。相较于8英寸产品,其在热场控制、缺陷抑制、精密加工、成本管控、产业链配套等方面面临难题,技术难度呈指数级提升。2024年起,晶体生长部主动前瞻布局,集结核心科研力量开展专项攻坚,历经数百次试验调试与工艺迭代,在2025年下半年完成全套技术论证与产品试制,成功产出行业领先的12英寸导电型碳化硅衬底。
该技术突破具备里程碑式产业意义,规模化应用后可实现芯片产出翻倍、生产成本显著下降,从根本上提升国产碳化硅芯片产业化竞争力。未来数年,随着良率持续提升、成本持续优化,12英寸碳化硅衬底将从实验室创新成果转变为产业核心基石,广泛应用于新能源汽车、AI算力、智能消费电子等高端领域,引领全球迈入大尺寸碳化硅新时代。这一技术的突破也标志着我国第三代半导体材料产业正式跻身全球第一梯队。
数十年匠心坚守,数十载深耕实干,晶体生长部全体职工以车间为战场、以设备为伙伴、以技术为利刃,在平凡岗位创造不凡业绩。未来,该团队将继续弘扬劳模精神、劳动精神、工匠精神,坚守科创初心、勇担时代使命,持续突破半导体核心材料关键技术,助推我国高端半导体产业自主可控、高质量发展。

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