碳化硅是目前全球最先進(jìn)的第三代半導(dǎo)體材料之一。它是制造高溫、高頻、大功率半導(dǎo)體器件的理想襯底材料，其研究和應(yīng)用極具戰(zhàn)略意義。碳化硅具有廣闊的應(yīng)用前景，除了用在我們?nèi)粘＝佑|的電動(dòng)汽車(chē)、5G通信、軌道交通上，還可應(yīng)用于國(guó)防、航空航天等重點(diǎn)領(lǐng)域，具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，被視作國(guó)家新一代信息技術(shù)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要支撐。為減少半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)碳化硅單晶要求存在的質(zhì)量分歧，為國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體銷(xiāo)售打通障礙，解決卡脖子問(wèn)題，2019年，由中關(guān)村天合寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟和北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司共同牽頭制定中關(guān)村標(biāo)準(zhǔn)T/ZSA 72-2019《碳化硅單晶》。
本標(biāo)準(zhǔn)的重要性
本標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容屬于第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域，第三代半導(dǎo)體具有寬帶隙、高擊穿電場(chǎng)、高飽和電子漂移速度、高熱導(dǎo)率等特點(diǎn)，非常適用于制作高溫、高頻、抗輻射及高功率器件，而且器件及系統(tǒng)可以更薄、更輕、更小巧，是當(dāng)前國(guó)際半導(dǎo)體領(lǐng)域研究和發(fā)展的重點(diǎn)。碳化硅單晶是第三代半導(dǎo)體中至今最成熟，應(yīng)用最廣的材料，是器件制備的基石，是第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。目前，碳化硅單晶的制備工藝愈發(fā)成熟，單晶質(zhì)量越發(fā)穩(wěn)定，晶圓尺寸不斷擴(kuò)大，必將推動(dòng)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。碳化硅單晶質(zhì)量的提高，也將帶動(dòng)下游技術(shù)的進(jìn)步與提升，有利于突破襯底材料、外延、芯片和封裝測(cè)試全產(chǎn)業(yè)鏈瓶頸，帶動(dòng)我國(guó)新能源汽車(chē)，軌道交通，5G移動(dòng)通信領(lǐng)域發(fā)展，帶來(lái)下游新興產(chǎn)業(yè)萬(wàn)億元產(chǎn)值。
過(guò)去碳化硅單晶主要產(chǎn)能集中在歐美，由于其他國(guó)家拒絕分享核心技術(shù)，我國(guó)碳化硅單晶的研究進(jìn)展一直十分緩慢。而就在最近十年，情況已經(jīng)發(fā)生了巨大轉(zhuǎn)變。2014年，本標(biāo)準(zhǔn)的牽頭單位天科合達(dá)研發(fā)團(tuán)隊(duì)終于成功研發(fā)6英寸的碳化硅單晶，并于2016年量產(chǎn)推向市場(chǎng)。
本標(biāo)準(zhǔn)的先進(jìn)性
作為世界范圍內(nèi)的一種戰(zhàn)略性新材料，碳化硅半導(dǎo)體正處于商業(yè)化井噴期，但目前在碳化硅行業(yè)國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有碳化硅單晶相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，已有的標(biāo)準(zhǔn)多是針對(duì)碳化硅單晶經(jīng)切割、研磨、拋光后制備的碳化硅單晶拋光片進(jìn)行制定的，缺少對(duì)于碳化硅單晶本身的術(shù)語(yǔ)、產(chǎn)品分類(lèi)、技術(shù)要求、檢測(cè)方法、檢測(cè)規(guī)則以及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存等的明確標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。本標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)內(nèi)首個(gè)也是目前唯一一個(gè)立足于寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅單晶的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)。本標(biāo)準(zhǔn)以市場(chǎng)及貿(mào)易需求為導(dǎo)向，規(guī)定了4H及6H碳化硅單晶的必要的相關(guān)性術(shù)語(yǔ)和定義、產(chǎn)品分類(lèi)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢測(cè)規(guī)則以及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存等。本標(biāo)準(zhǔn)作為寬禁帶半導(dǎo)體碳化硅行業(yè)內(nèi)關(guān)于單晶產(chǎn)品的首項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)領(lǐng)軍碳化硅材料生產(chǎn)企業(yè)依照本標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)范生產(chǎn)工藝，嚴(yán)格進(jìn)行產(chǎn)品檢測(cè)，并統(tǒng)一產(chǎn)品在包裝和運(yùn)輸環(huán)節(jié)，提高產(chǎn)品質(zhì)量要求，優(yōu)化產(chǎn)品服務(wù)。
目前，天科合達(dá)在導(dǎo)電型碳化硅單晶方面占據(jù)了將近90％以上的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。這也意味著，天科合達(dá)完全有能力替代國(guó)外產(chǎn)品，去適應(yīng)中國(guó)自己的碳化硅單晶需求�，F(xiàn)如今，天科合達(dá)在導(dǎo)電型碳化硅單晶行業(yè)世界排名位于第四位，國(guó)內(nèi)排名居前列。從跟隨到齊跑，再到趕超，天科合達(dá)在這條科研之路上實(shí)現(xiàn)了換道超車(chē)。
此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的采納與應(yīng)用
本標(biāo)準(zhǔn)自發(fā)布后，借助全國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息平臺(tái)、聯(lián)盟官網(wǎng)及公眾號(hào)等渠道向公眾公開(kāi)并免費(fèi)下載。同時(shí)通過(guò)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布會(huì)、寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)化論壇等一系列標(biāo)準(zhǔn)化論壇及研討會(huì)活動(dòng)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行深入分享和交流，將聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步推廣實(shí)施。目前本標(biāo)準(zhǔn)被聯(lián)盟成員單位認(rèn)可或采用，相關(guān)領(lǐng)域成員約定采用率超80%。相關(guān)襯底單位均參照此標(biāo)準(zhǔn)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)認(rèn)定，并獲得下游單位驗(yàn)證認(rèn)可。此外本標(biāo)準(zhǔn)為國(guó)內(nèi)其他碳化硅單晶企業(yè)規(guī)范生產(chǎn)提供借鑒參考。
本標(biāo)準(zhǔn)的制定有利于填補(bǔ)國(guó)內(nèi)在第三代半導(dǎo)體單晶技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)方面的空白，并對(duì)該領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展起到引領(lǐng)作用。本標(biāo)準(zhǔn)以第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)趨勢(shì)為導(dǎo)向，結(jié)合國(guó)際行業(yè)發(fā)展需求，參考現(xiàn)有國(guó)家及國(guó)際最新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外碳化硅單晶制造及應(yīng)用龍頭企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)及需求情況，界定了滿(mǎn)足不同用途的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。使用該標(biāo)準(zhǔn)可以強(qiáng)化碳化硅材料生產(chǎn)企業(yè)的質(zhì)量控制管理，減少半導(dǎo)體行業(yè)對(duì)碳化硅單晶質(zhì)量要求存在的質(zhì)量分歧，杜絕碳化硅單晶生產(chǎn)行業(yè)內(nèi)的不規(guī)范經(jīng)營(yíng)和不正當(dāng)競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)消除國(guó)際、國(guó)內(nèi)產(chǎn)品的貿(mào)易壁壘，保證公平競(jìng)爭(zhēng)起到了積極的規(guī)范保障作用。
中關(guān)村標(biāo)準(zhǔn)檔案：
標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng)：《碳化硅單晶》
標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：T/ZSA 72-2019
標(biāo)準(zhǔn)參編單位：中關(guān)村天合寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司、北京聚睿眾邦科技有限公司、北京三平泰克科技有限責(zé)任公司、北京天科合達(dá)新材料有限公司、新疆天科合達(dá)藍(lán)光半導(dǎo)體有限公司、中國(guó)科學(xué)院物理研究所、中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十六研究所、北京世紀(jì)金光半導(dǎo)體有限公司、河北同光半導(dǎo)體股份有限公司、山東大學(xué)、全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司。
標(biāo)準(zhǔn)牽頭單位簡(jiǎn)介：中關(guān)村天合寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟成立于2016年，由從事寬禁帶半導(dǎo)體研發(fā)、生產(chǎn)及應(yīng)用等領(lǐng)域的企（事）業(yè)單位、大專(zhuān)院校、科研院所自愿聯(lián)合成立。目前聯(lián)盟有會(huì)員單位69家，是3A級(jí)社會(huì)組織、國(guó)標(biāo)委第二批試點(diǎn)單位、中關(guān)村標(biāo)準(zhǔn)化試點(diǎn)單位。聯(lián)盟圍繞全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行垂直一體化組織實(shí)施，重點(diǎn)攻克全產(chǎn)業(yè)鏈共性關(guān)鍵技術(shù)和各產(chǎn)業(yè)間銜接關(guān)鍵技術(shù)，推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化為企業(yè)效益，促進(jìn)政產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同合作，提升寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)自主可控能力，實(shí)現(xiàn)我國(guó)寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈快速健康發(fā)展。聯(lián)盟主要從產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)、科技成果轉(zhuǎn)化、信息平臺(tái)與專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、自主品牌推廣、專(zhuān)業(yè)咨詢(xún)培訓(xùn)與會(huì)展、承接政府委托、國(guó)際交流與合作等方面開(kāi)展工作。
北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司成立于2006年9月，公司總部位于北京市中關(guān)村科技園區(qū)大興園，是國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)，國(guó)家工信部認(rèn)定的專(zhuān)精特新“小巨人”企業(yè)，北京市科委認(rèn)定的“第三代半導(dǎo)體材料技術(shù)創(chuàng)新中心”和“科技研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)”，以及北京市經(jīng)信局認(rèn)定的“市級(jí)企業(yè)技術(shù)中心”。天科合達(dá)主要開(kāi)展第三代半導(dǎo)體碳化硅襯底及相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)與生產(chǎn)，主要產(chǎn)品包括4-6英寸導(dǎo)電型和半絕緣型碳化硅襯底、碳化硅單晶生長(zhǎng)爐和其他碳化硅產(chǎn)品。產(chǎn)業(yè)涵蓋碳化硅單晶爐制造、碳化硅單晶生長(zhǎng)原料制備和碳化硅單晶襯底制備。天科合達(dá)核心產(chǎn)品4&6英寸晶片質(zhì)量達(dá)到國(guó)際一流水平。根據(jù)Yole報(bào)告統(tǒng)計(jì)，2021年公司導(dǎo)電型晶片市場(chǎng)占有率全球第四（并列）、國(guó)內(nèi)第一。公司堅(jiān)持走質(zhì)量為本、精益求“晶”的道路。致力為全球企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，成為全球領(lǐng)先的第三代半導(dǎo)體行業(yè)先驅(qū)。