中国粉体网讯 陈小龙，博士，德国海德堡大学和巴洛意特大学洪堡学者。现任中科院物理研究所研究员，博士生导师，1999年获国家杰出青年科学基金，2003年入选中国科学院“百人计划”，2004年至今兼任中国晶体学会副理事长和国际衍射数据中心(ICDD)中国区主席，2007年获ICDD Fellow称号，2009年成为“新世纪百千万人才工程”国家级人选，2009年获第五届“发明创业奖”特等奖，作为负责人带领宽禁带半导体材料研究与应用团队获2010年度“中国科学院先进集体”荣誉称号。
多年漫漫探索路
第三代半导体材料通常又被称为宽禁带半导体材料或高温半导体材料。其中，碳化硅和氮化镓在第三代半导体材料中是发展成熟的代表。碳化硅晶片是一种宽禁带半导体材料，具有禁带宽度大，临界击穿场强大，热导率高，饱和漂移速度高等诸多特点，拥有广阔的应用前景。
但碳化硅晶体生长难度很大，需要在2300℃以上进行，加上生长过程中化学成分容易偏离，导致许多缺陷的形成，国际上的研究进展一直很缓慢。早在1991年，美国科锐公司就推出了碳化硅晶片产品，而我国的碳化硅晶体研究则从上世纪90年代末才刚刚起步。1999年，陈小龙和他的团队开始了对碳化硅晶体的研究，此时，国外对该技术严格保密，陈小龙团队只能从基本原理做起，很多基础的实验和基本规律，都是自己一点一点摸索出来的，经过7年的努力，陈小龙及团队把晶体尺寸从厘米级扩大到2英寸。
然而，早年碳化硅晶片的价格十分昂贵，在2006年，一片2英寸碳化硅晶片的国际市场价格高达500美元仍供不应求。碳化硅晶片高昂的价格严重制约了第三代半导体产业的发展。因此采用先进的碳化硅晶体生长技术，实现规模化生产，降低碳化硅晶片生产成本，将促进第三代半导体产业的迅猛发展，拓展市场需求。2006年，中科院物理所成立天科合达，依托陈小龙团队中在碳化硅领域的研究成果，开发碳化硅晶体生长炉和碳化硅晶体生长、加工技术及专业设备致力于碳化硅晶片的产业化发展。
打破国外垄断，实现产业化
陈小龙带领的科研团队和天科合达专注于提高碳化硅晶体的质量，以及大尺寸碳化硅晶体的研发，将先进的碳化硅晶体生长和加工技术产业化，大规模生产和销售具有自主知识产权的碳化硅晶片。
美国科锐公司作为碳化硅衬底供应商，曾经长期垄断国际市场。2011年，科锐公司发布了6英寸碳化硅晶体，同年，天科合达才开始量产4英寸碳化硅晶体。2013年，陈小龙团队开始进行6英寸碳化硅晶体的研发工作，用了近一年的时间，团队研发的国产6英寸碳化硅晶体衬底问世。从实验室迈向市场的道路并非一帆风顺，天科合达成立13年来，在很长一段时间里都未实现盈利。陈小龙团队及投资方一直坚持，从未放弃，终于，天科合达在国内首次实现碳化硅晶体的产业化，打破了国外长期的技术封锁和垄断。
坚守初心，砥砺前行
此前，全球只有4家企业能够实现6英寸晶片批量生产，其中美国3家、日本1家，如今天科合达也成功跻身其中。作为国内碳化硅晶片生产制造的先行者，天科合达生产的碳化硅晶片不仅技术成熟，还低于国际同类产品价格。
经科研团队和市场销售团队的共同努力，目前天科合达已向国内60余家科研机构批量供应晶片，推动了碳化硅外延、器件等相关的基础研究，带动中车集团等20多家企业进入下游外延、器件和模块产业，在国内形成了完整的产业链，推动了我国宽禁带半导体产业的发展，同时对新疆地区高科技产业的发展起到了引领和带动作用，填补了疆内宽禁带半导体产业的空白。此外，天科合达的碳化硅晶片产品还大量出口至欧洲、美国和日本等20多个国家和地区。
陈小龙表示：“碳化硅晶体研发的路上还有很长的路要走，需坚守初心、砥砺前行，未来几年天科合达还会继续加大研发投入，走自主创新国产化道路，把这一产业做强做大，推动国内碳化硅产业的快速发展！”
参考资料：
高科技与产业化.陈小龙：国产碳化硅晶片产业的探路先锋
宽禁带半导体技术创新联盟.陈小龙：碳化硅晶圆国产化先锋
中国科学报.中国最大碳化硅厂：重视基础研究 很多人不理解
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