联合攻坚，为新能源车打造“中国芯”-- 新华日报·交汇点

发布日期：2022-11-16

直径约10厘米、厚度只有0.35毫米……近日，在国家第三代半导体技术创新中心（苏州）（下称“国创中心”），记者见到仅三张A4纸厚度的碳化硅晶片，模样虽小，却能迸发出大能量。

“这是第三代半导体的关键核心材料之一，看着不起眼，却是个实打实的节能高手。我们正在进行联合攻关，用它为新能源汽车打造国产‘功率芯’。”江苏第三代半导体研究院院长徐科说。

党的二十大报告强调，以国家战略需求为导向，集聚力量进行原创性引领性科技攻关，坚决打赢关键核心技术攻坚战。以碳化硅、氮化镓等为代表的第三代半导体材料，在航空航天、新能源、光伏、5G通信等领域有着广泛的应用前景。“目前，我国在第三代半导体领域与其他国家处在同一起跑线上，加快关键核心技术攻关，我们完全有机会在国际创新网络中争得优势地位。”徐科表示。

筑巢引凤，磁聚英才——

“揭榜挂帅”加速技术突破

“中国正加速奔跑在新能源这条新赛道上，我们进行的车规级碳化硅功率芯片与模块联合研发项目，主要看中的就是电动汽车的巨大市场。”苏州中瑞宏芯半导体有限公司CEO张振中博士告诉记者，自己从瑞典国家研究院辞任回国后，一直寻求在国内落地产业化的机会。经过多地调研考察，去年，张振中将创业公司落在苏州工业园区。在苏州，他遇到了徐科。当时，张振中已组成一支掌握碳化硅材料制备、芯片设计、制造工艺等核心技术的海归团队，而国创中心也正在积极引进海内外优秀团队、布局碳化硅领域的研发和产业化，双方一拍即合！

在国创中心的支持下，张振中积极牵头参与车规级芯片“揭榜挂帅”项目。项目目标，是做出性能达到世界一流水平的碳化硅MOSFET芯片，产品应用则要完成所有车规级的认证标准。

由于精准对接产业和市场，该项目引起国内头部电动汽车企业的兴趣。

“2020年我们就组建功率模块开发团队，负责碳化硅功率模块及碳化硅功率芯片的开发及工业化，以加强新能源汽车核心部件的自主研发能力。”该企业功率模块开发负责人说，在产品开发过程中，他们也积极寻求合作伙伴，“江苏的半导体技术与产业发展具有一定优势，和国创中心等团队合作，可以统筹各自优势，打通碳化硅功率模块产业链上下游资源。”

在张振中看来，此次的联合攻关中，国创中心发挥了强大的磁吸能力。“项目把材料端、生产端、应用端都整合起来，形成技术应用的闭环。”来自海外团队、科研院所、企业、高校的多方力量参与“联合作战”。

“从目前测试来看，6英寸碳化硅MOSFET芯片各方面性能指标高，可靠性强，接下来可进入工程化量产验证阶段。”徐科说。

张振中博士和团队正在对芯片性能验证。

从单兵作战到联合攻坚——

集中最优秀力量补齐短板

近年来，江苏以攻克一批关键核心技术为突破口，不断提升创新水平，涌现一批国际领跑或并跑的先进技术。省科技厅的数据显示：我国15.1%的领跑技术分布在江苏，1/5的高技术产品出口来自“江苏制造”。

车规级碳化硅MOSFET芯片的突破性成果，便是我省聚焦产业创新重大战略需求，综合运用“揭榜挂帅”“联合攻关”等研发模式，坚决打好关键核心技术攻坚战的一个缩影。

“这些研发模式也是经过多年行业积累、长期摸索出来的。”徐科坦言，以前做项目多数是“散装”的，高校院所研究出成果、拿到专利，但对接到企业有难度、转化有难度，“看起来播下了很多种子，但很难成长为参天大树。”

如何改变这种局面？“要在产业链上找到最薄弱环节，集中最优秀的力量攻克它。”徐科认为，科技创新是一个类似“打补丁”的过程，“我们任务就是弥补创新链条的不足，精准嫁接、打通需求，补齐短板。”

在国创中心，技术委员会细心梳理产业长远发展必须解决的技术难题，再组织上下游团队协力攻关。当项目还是一颗“种子”的时候，就已经被规划好清晰的成长路径，需要研发出什么技术、技术怎么转化、未来怎么用都一目了然。

“每个项目会有不同的任务侧重点，甚至每个侧重点都有两到三个团队互相竞争，最终用‘赛马’形式筛选出最优团队。”徐科说，比如车规级碳化硅MOSFET芯片项目就有三个课题，引进的团队既有做材料的，也有搞设计的、做工艺的、做封装测试的。“没有一个单独的团队可以包打天下，联合作战效率最高。”

在这样的科技攻关模式下，优秀的团队不断碰撞出新的火花。自去年4月启动建设以来，仅一年半时间，国创中心就在6英寸氮化镓单晶、6英寸碳化硅基氮化镓、8英寸硅基氮化镓材料制备方面取得重要突破，部分技术指标达到国际领先。

从落后于人到抢占先机——

打造顶尖科研平台争取话语权

“引进优秀团队是国创中心的核心任务之一。党的二十大报告中提出，必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力。”徐科认为，科技创新的竞争，归根结底是人才的竞争。要想引得凤凰来，必须搭建最顶尖的公共科研平台，“第三代半导体是高精尖行业，要有一流的设备和平台支撑高水平团队开展科技攻关。”

目前国内，第三代半导体领域尚缺乏从材料端到应用端的全链条创新平台。“我们应该抢占先机。”徐科说，不少高校、企业的实验室，就某一材料或工艺可以做到世界领先，但没有向下游延伸的条件，无法支持全链条创新。国创中心开足马力，已建设好材料研发平台、器件工艺平台、测试分析平台及模块设计平台，可实现从晶圆生产、芯片制造到芯片封测的全流程支持。“有完备的上下游产业链、一流的研发平台以及政策支持体系，第三代半导体研发方向的团队在这里可以立马上手。”

“这里有相当先进的设备仪器。”张振中回忆，当时研发的产品有一处总是微漏电，尝试很多方法都没能查出原因，后来通过国创中心的材料分析平台找到症结所在，圆满解决问题。

为引进优秀团队，国创中心还与高校、企业共建一批联合研发中心、实验室、人才培养基地。仅今年6月，就分别与南京大学集成电路学院、西安电子科技大学、深圳市思坦科技有限公司、苏州晶湛半导体有限公司等共建8家联合研发中心，在微显示巨集成、氮化镓功率微波、超高分辨率Micro-LED、硅基氮化镓材料等方向开展关键核心技术攻关。

“第三代半导体还处于发展初期，国内外基本都站在同一起跑线上。”徐科说，目前第三代半导体在国际上还未形成技术标准体系，我国有机会超越，弥补第一代、第二代半导体落后于人的遗憾。国创中心已蓄势待发，将制定第三代半导体标准工艺体系作为未来发展目标之一，力争在国际创新网络中取得话语权。

同时，国创中心将继续积极引进国际顶尖团队，承担重大研发项目，培育一批具有核心竞争力的创新企业，打造贯穿全产业链的公共服务平台体系，为我国第三代半导体产业发展提供更多重大源头技术供给，勇当科技和产业创新开路先锋。

新华日报·交汇点记者 蔡姝雯 张宣 程晓琳 张琳