聯(lián)合攻堅(jiān)，為新能源車打造“中國(guó)芯”

直徑約10厘米、厚度只有0.35毫米……近日，在國(guó)家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心(蘇州)(下稱“國(guó)創(chuàng)中心”)，記者見到僅三張A4紙厚度的碳化硅晶片，模樣雖小，卻能迸發(fā)出大能量。

“這是第三代半導(dǎo)體的關(guān)鍵核心材料之一，看著不起眼，卻是個(gè)實(shí)打?qū)嵉墓?jié)能高手。我們正在進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān)，用它為新能源汽車打造國(guó)產(chǎn)‘功率芯’。”江蘇第三代半導(dǎo)體研究院院長(zhǎng)徐科說。

黨的二十大報(bào)告強(qiáng)調(diào)，以國(guó)家戰(zhàn)略需求為導(dǎo)向，集聚力量進(jìn)行原創(chuàng)性引領(lǐng)性科技攻關(guān)，堅(jiān)決打贏關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)。以碳化硅、氮化鎵等為代表的第三代半導(dǎo)體材料，在航空航天、新能源、光伏、5G通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。“目前，我國(guó)在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域與其他國(guó)家處在同一起跑線上，加快關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，我們完全有機(jī)會(huì)在國(guó)際創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中爭(zhēng)得優(yōu)勢(shì)地位。”徐科表示。

筑巢引鳳，磁聚英才——

“揭榜掛帥”加速技術(shù)突破

“中國(guó)正加速奔跑在新能源這條新賽道上，我們進(jìn)行的車規(guī)級(jí)碳化硅功率芯片與模塊聯(lián)合研發(fā)項(xiàng)目，主要看中的就是電動(dòng)汽車的巨大市場(chǎng)。”蘇州中瑞宏芯半導(dǎo)體有限公司CEO張振中博士告訴記者，自己從瑞典國(guó)家研究院辭任回國(guó)后，一直尋求在國(guó)內(nèi)落地產(chǎn)業(yè)化的機(jī)會(huì)。經(jīng)過多地調(diào)研考察，去年，張振中將創(chuàng)業(yè)公司落在蘇州工業(yè)園區(qū)。在蘇州，他遇到了徐科。當(dāng)時(shí)，張振中已組成一支掌握碳化硅材料制備、芯片設(shè)計(jì)、制造工藝等核心技術(shù)的海歸團(tuán)隊(duì)，而國(guó)創(chuàng)中心也正在積極引進(jìn)海內(nèi)外優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)、布局碳化硅領(lǐng)域的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，雙方一拍即合!

在國(guó)創(chuàng)中心的支持下，張振中積極牽頭參與車規(guī)級(jí)芯片“揭榜掛帥”項(xiàng)目。項(xiàng)目目標(biāo)，是做出性能達(dá)到世界一流水平的碳化硅MOSFET芯片，產(chǎn)品應(yīng)用則要完成所有車規(guī)級(jí)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。

由于精準(zhǔn)對(duì)接產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)，該項(xiàng)目引起國(guó)內(nèi)頭部電動(dòng)汽車企業(yè)的興趣。

“2020年我們就組建功率模塊開發(fā)團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)碳化硅功率模塊及碳化硅功率芯片的開發(fā)及工業(yè)化，以加強(qiáng)新能源汽車核心部件的自主研發(fā)能力。”該企業(yè)功率模塊開發(fā)負(fù)責(zé)人說，在產(chǎn)品開發(fā)過程中，他們也積極尋求合作伙伴，“江蘇的半導(dǎo)體技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有一定優(yōu)勢(shì)，和國(guó)創(chuàng)中心等團(tuán)隊(duì)合作，可以統(tǒng)籌各自優(yōu)勢(shì)，打通碳化硅功率模塊產(chǎn)業(yè)鏈上下游資源。”

在張振中看來，此次的聯(lián)合攻關(guān)中，國(guó)創(chuàng)中心發(fā)揮了強(qiáng)大的磁吸能力。“項(xiàng)目把材料端、生產(chǎn)端、應(yīng)用端都整合起來，形成技術(shù)應(yīng)用的閉環(huán)。”來自海外團(tuán)隊(duì)、科研院所、企業(yè)、高校的多方力量參與“聯(lián)合作戰(zhàn)”。

“從目前測(cè)試來看，6英寸碳化硅MOSFET芯片各方面性能指標(biāo)高，可靠性強(qiáng)，接下來可進(jìn)入工程化量產(chǎn)驗(yàn)證階段。”徐科說。

從單兵作戰(zhàn)到聯(lián)合攻堅(jiān)——

集中最優(yōu)秀力量補(bǔ)齊短板

近年來，江蘇以攻克一批關(guān)鍵核心技術(shù)為突破口，不斷提升創(chuàng)新水平，涌現(xiàn)一批國(guó)際領(lǐng)跑或并跑的先進(jìn)技術(shù)。省科技廳的數(shù)據(jù)顯示：我國(guó)15.1%的領(lǐng)跑技術(shù)分布在江蘇，1/5的高技術(shù)產(chǎn)品出口來自“江蘇制造”。

車規(guī)級(jí)碳化硅MOSFET芯片的突破性成果，便是我省聚焦產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新重大戰(zhàn)略需求，綜合運(yùn)用“揭榜掛帥”“聯(lián)合攻關(guān)”等研發(fā)模式，堅(jiān)決打好關(guān)鍵核心技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)的一個(gè)縮影。

“這些研發(fā)模式也是經(jīng)過多年行業(yè)積累、長(zhǎng)期摸索出來的。”徐科坦言，以前做項(xiàng)目多數(shù)是“散裝”的，高校院所研究出成果、拿到專利，但對(duì)接到企業(yè)有難度、轉(zhuǎn)化有難度，“看起來播下了很多種子，但很難成長(zhǎng)為參天大樹。”

如何改變這種局面?“要在產(chǎn)業(yè)鏈上找到最薄弱環(huán)節(jié)，集中最優(yōu)秀的力量攻克它。”徐科認(rèn)為，科技創(chuàng)新是一個(gè)類似“打補(bǔ)丁”的過程，“我們?nèi)蝿?wù)就是彌補(bǔ)創(chuàng)新鏈條的不足，精準(zhǔn)嫁接、打通需求，補(bǔ)齊短板。”

在國(guó)創(chuàng)中心，技術(shù)委員會(huì)細(xì)心梳理產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展必須解決的技術(shù)難題，再組織上下游團(tuán)隊(duì)協(xié)力攻關(guān)。當(dāng)項(xiàng)目還是一顆“種子”的時(shí)候，就已經(jīng)被規(guī)劃好清晰的成長(zhǎng)路徑，需要研發(fā)出什么技術(shù)、技術(shù)怎么轉(zhuǎn)化、未來怎么用都一目了然。

“每個(gè)項(xiàng)目會(huì)有不同的任務(wù)側(cè)重點(diǎn)，甚至每個(gè)側(cè)重點(diǎn)都有兩到三個(gè)團(tuán)隊(duì)互相競(jìng)爭(zhēng)，最終用‘賽馬’形式篩選出最優(yōu)團(tuán)隊(duì)。”徐科說，比如車規(guī)級(jí)碳化硅MOSFET芯片項(xiàng)目就有三個(gè)課題，引進(jìn)的團(tuán)隊(duì)既有做材料的，也有搞設(shè)計(jì)的、做工藝的、做封裝測(cè)試的。“沒有一個(gè)單獨(dú)的團(tuán)隊(duì)可以包打天下，聯(lián)合作戰(zhàn)效率最高。”

在這樣的科技攻關(guān)模式下，優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)不斷碰撞出新的火花。自去年4月啟動(dòng)建設(shè)以來，僅一年半時(shí)間，國(guó)創(chuàng)中心就在6英寸氮化鎵單晶、6英寸碳化硅基氮化鎵、8英寸硅基氮化鎵材料制備方面取得重要突破，部分技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先。

從落后于人到搶占先機(jī)——

打造頂尖科研平臺(tái)爭(zhēng)取話語(yǔ)權(quán)

“引進(jìn)優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)是國(guó)創(chuàng)中心的核心任務(wù)之一。黨的二十大報(bào)告中提出，必須堅(jiān)持科技是第一生產(chǎn)力、人才是第一資源、創(chuàng)新是第一動(dòng)力。”徐科認(rèn)為，科技創(chuàng)新的競(jìng)爭(zhēng)，歸根結(jié)底是人才的競(jìng)爭(zhēng)。要想引得鳳凰來，必須搭建最頂尖的公共科研平臺(tái)，“第三代半導(dǎo)體是高精尖行業(yè)，要有一流的設(shè)備和平臺(tái)支撐高水平團(tuán)隊(duì)開展科技攻關(guān)。”

目前國(guó)內(nèi)，第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域尚缺乏從材料端到應(yīng)用端的全鏈條創(chuàng)新平臺(tái)。“我們應(yīng)該搶占先機(jī)。”徐科說，不少高校、企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室，就某一材料或工藝可以做到世界領(lǐng)先，但沒有向下游延伸的條件，無法支持全鏈條創(chuàng)新。國(guó)創(chuàng)中心開足馬力，已建設(shè)好材料研發(fā)平臺(tái)、器件工藝平臺(tái)、測(cè)試分析平臺(tái)及模塊設(shè)計(jì)平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)從晶圓生產(chǎn)、芯片制造到芯片封測(cè)的全流程支持。“有完備的上下游產(chǎn)業(yè)鏈、一流的研發(fā)平臺(tái)以及政策支持體系，第三代半導(dǎo)體研發(fā)方向的團(tuán)隊(duì)在這里可以立馬上手。”

“這里有相當(dāng)先進(jìn)的設(shè)備儀器。”張振中回憶，當(dāng)時(shí)研發(fā)的產(chǎn)品有一處總是微漏電，嘗試很多方法都沒能查出原因，后來通過國(guó)創(chuàng)中心的材料分析平臺(tái)找到癥結(jié)所在，圓滿解決問題。

為引進(jìn)優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)，國(guó)創(chuàng)中心還與高校、企業(yè)共建一批聯(lián)合研發(fā)中心、實(shí)驗(yàn)室、人才培養(yǎng)基地。僅今年6月，就分別與南京大學(xué)集成電路學(xué)院、西安電子科技大學(xué)、深圳市思坦科技有限公司、蘇州晶湛半導(dǎo)體有限公司等共建8家聯(lián)合研發(fā)中心，在微顯示巨集成、氮化鎵功率微波、超高分辨率Micro-LED、硅基氮化鎵材料等方向開展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。

“第三代半導(dǎo)體還處于發(fā)展初期，國(guó)內(nèi)外基本都站在同一起跑線上。”徐科說，目前第三代半導(dǎo)體在國(guó)際上還未形成技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，我國(guó)有機(jī)會(huì)超越，彌補(bǔ)第一代、第二代半導(dǎo)體落后于人的遺憾。國(guó)創(chuàng)中心已蓄勢(shì)待發(fā)，將制定第三代半導(dǎo)體標(biāo)準(zhǔn)工藝體系作為未來發(fā)展目標(biāo)之一，力爭(zhēng)在國(guó)際創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中取得話語(yǔ)權(quán)。

同時(shí)，國(guó)創(chuàng)中心將繼續(xù)積極引進(jìn)國(guó)際頂尖團(tuán)隊(duì)，承擔(dān)重大研發(fā)項(xiàng)目，培育一批具有核心競(jìng)爭(zhēng)力的創(chuàng)新企業(yè)，打造貫穿全產(chǎn)業(yè)鏈的公共服務(wù)平臺(tái)體系，為我國(guó)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供更多重大源頭技術(shù)供給，勇當(dāng)科技和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新開路先鋒。