不断突破材料制备技术每年数百万片“芯”基石从青岛这里销往全球

时间: 2024-10-30 20:12:33 |   作者: 产品中心

  精密设备有序运转，近两人高的机器加工出的产品薄如蝉翼；洁净室里，工人们“全副武装”，熟练地测量、刷片。在位于青岛高新区的青岛华芯晶电科技有限公司（以下简称“华芯晶电”）智能工厂，每年数百万片半导体衬底晶片从这里下线，销往全球各地。

  作为国内最早进行半导体化合物研究生产的企业之一，华芯晶电在该领域深耕十余年，已在第二代及第四代半导体材料领域形成布局，取得授权专利百余项，填补了国内空白。该公司目前拥有多条高效且先进的半导体衬底晶片生产线，是现阶段国内排名前列的半导体材料供应商。在加快速度进行发展的半导体行业带动下，华芯晶电步入加快速度进行发展期，成为青岛集成电路产业链中有代表性的上游企业。

  芯片半导体是当前全球产业竞争最激烈的领域之一。在半导体产业中，材料和设备是基石，是推动集成电路技术创新的引擎。“光刻机、蚀刻机等关键设备，以及我们专注的半导体衬底晶片材料，共同构成了半导体产业的坚实支撑。半导体材料，作为产业链上游的关键环节，与设备并驾齐驱，共同为芯片制造提供了不可或缺的支撑。”华芯晶电副总经理肖燕青介绍。

  “如果将芯片的制作的完整过程比作在微小面积上建造一座房子，半导体衬底就如同地基。它不仅为集成电路提供了一个平整且高度纯净的基座，更是确保芯片稳定性很高、质量卓越的基石。没有高性能的半导体衬底，再先进的芯片也难以发挥其应有的价值。”肖燕青以形象的比喻解释道。

  制造衬底晶片的材料大致上可以分为硅材料和其他化合物半导体材料两大类，分别对应着硅基芯片和非硅基芯片。华芯晶电十多年来始终致力于化合物半导体材料的研发与生产，核心产品有蓝宝石衬底、磷化铟衬底、氧化镓衬底等。

  其中，蓝宝石衬底具有高度透明性、高硬度、优良的热导率和化学稳定性，使其成为诸多尖端技术中的关键材料。磷化铟衬底产品具有饱和电子漂移速度高、抗辐射能力强、导热性好、光电转换效率高等诸多优点，应用于光通信、高频毫米波器件、光电集成电路和外层空间用太阳电池等领域。氧化镓衬底产品作为高压、高功率电力电子器件领域的关键材料，应用于高性能电源开关、射频放大器、日盲探测器、光电子器件以及恶劣环境信号处理等方面。

  作为其“拳头”产品，华芯晶电对蓝宝石衬底的技术掌握和产业化程度已相当成熟，目前已突破大公斤级蓝宝石晶体生长技术，成为国内LED芯片蓝宝石衬底主力供应商，高端衬底进入第一梯队，产品进入多个行业下游供应链中。

  而磷化铟作为当前全球主流的光通信芯片基材，其制备技术也是华芯晶电聚力突破的关键。2021年，华芯晶电成立子公司——青岛立昂晶电半导体科技有限公司，主攻磷化铟材料方向。“过去国内的磷化铟主流制备方法生长工艺难度较大，位错密度高，易产生孪晶。我们采用垂直梯度凝固法（VGF）制备出磷化铟单晶，产品的品质和稳定能力更高，产品可应用于5G通讯、车用电子与光通讯等领域。”华芯晶电技术相关负责的人介绍，目前华芯晶电的磷化铟衬底已完成高端产品验证。

  在已有磷化铟第二代半导体化合物、蓝宝石等业务的基础上，2021年，华芯晶电启动了第四代半导体化合物氧化镓单晶衬底的研发，在氧化镓晶体生长、晶体低密度缺陷控制、高效元素掺杂等方面做了攻关。目前，通过关键技术的攻关提升晶体及衬底质量，使其达到国际领先水平，已完成产品小试并逐步实现产品产业化及应用推广。

  除了在材料制备技术上持续精进，华芯晶电还聚力推进产业强链、补链、延链，向全产业链型企业未来的发展。2022年，该公司在山西太原设立山西鼎芯晶体材料有限公司，并投资建设了半导体单晶晶体生长制备基地，利用当地能源优势，发展先进化合物半导体晶体生长产业。在江苏徐州设立江苏利泷半导体科技有限公司，作为半导体材料切割加工制造基地。“经过十几年的发展，我们已实现了从源头上的全流程制造，这不仅是对自身实力的充分展示，更将对整个产业链产生有益影响。”肖燕青介绍。

  另外，华芯晶电还十分注重与青岛本地产业链上下游企业的协同合作，致力于推动技术协同创新，通过与其他领先企业一同研发，不断的提高产业链。在和本地合作伙伴的共同努力下，在多个领域取得了显著成果。

  目前，华芯晶电已荣获工信部专精特新“小巨人”企业、国家绿色工厂、山东省瞪羚企业、山东省单项冠军企业、青岛市绿色制造示范等荣誉称号。接下来，华芯晶电将继续加大研发投入，不断进行技术攻关和创新，力求在半导体衬底材料领域取得更多突破。

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