8月6日，山东省科技大会举行，以山东天岳先进科技股份有限公司为第一完成单位的“大尺寸高质量碳化硅半导体衬底材料关键技术研发及产业化”项目，荣获山东省科学技术进步奖特等奖。

从十年前被国外技术封锁、产业近乎归零，到如今实现12英寸高质量碳化硅半导体全球首发量产、领跑行业，这一项目一举完成了第三代半导体材料从“卡脖子”突围到“定义行业未来”的跨越式蝶变。而背后的研发主力，竟是一支平均年龄30多岁的青年科研团队。

“10年前几乎从零起步，我们不想永远跟跑”

材料是产业的基石，更是大国科技竞争的底气。被誉为第三代半导体的碳化硅，凭借高压、高频、低损耗的优异性能，广泛应用于国防雷达、5G通信、新能源汽车、特高压输变电、人工智能、智能穿戴等关键领域，是支撑未来高端制造产业迭代升级的核心战略材料。

然而十年前，我国碳化硅产业几乎一片空白。全球核心技术、设备工艺、市场资源长期被欧美、日本企业垄断，国内高端装备、通信基站、新能源产业所需核心材料完全依赖进口，产业链关键环节受制于人。

回忆项目刚刚起步的时候，山东天岳先进首席技术官、执行董事高超感触颇深。

“我们常说，一代材料，一代器件，一代应用，一代产业。十年前，国内碳化硅产业基本是从零起步，我们的5G通信、国防装备、新能源产业，上游材料被卡住，很多技术升级只能被动停滞。”高超坦言，关键核心技术买不来、讨不来，唯有自主攻坚，才能打破桎梏。

在国家及省市重大专项支持下，项目团队扛起国产替代重任，承接国家专项重大科研任务，正式开启碳化硅材料国产化攻坚之路。“那时候国际行业普遍认定8英寸已是碳化硅技术终点，12英寸尺寸制备难度极大、几乎不可能实现，全球十年无人敢突破、无人敢涉足。”

但在高超他们的团队看来，大尺寸碳化硅是产业必然趋势。尺寸越大，芯片产出效率越高、成本越低，是破解行业规模化应用瓶颈的关键。“只要符合技术第一性原理，方向正确，再难的路也要有人走。我们不想永远跟跑，我们要做技术的推动者、引领者。”这是团队攻坚之初立下的信念。

“搞创新，每天都是试错，每天都是挑战”

突破之路，道阻且长。从4英寸、6英寸、8英寸再到12英寸，每一次尺寸迭代，都是一次颠覆性技术跨越，尤其是12英寸碳化硅技术攻关，堪称行业“无人区”。

2021年，在顺利攻克8英寸碳化硅国内量产、站稳全球第一梯队后，团队成员们随后又开启了12英寸碳化硅晶片原始创新攻关。从200毫米跨越至300毫米，需要经历多个非标过渡尺寸，无成熟设备、无配套工装、无参考工艺，所有技术路径全部需要自主摸索、自主设计、自主验证。

“最核心、最难突破的，是碳化硅‘种子基因‘技术。”高超说，所谓基因，就是碳化硅原子的精准排列结构，结构决定性能，性能决定材料最终的应用。

“在攻克8英寸高质量碳化硅研发技术之后的整整十年里，放眼全球，始终没有人着手12英寸碳化硅研发，没人敢做，或者是说没人想做，大家认为这个东西很难做，也不太可能做成。”

为攻克这一从零到一的难题，团队选择最笨拙也最坚定的方式：逐原子雕琢、全流程试错、全链条迭代。

为抢工期、破瓶颈，科研团队开启24小时不间断攻坚模式。三个月一轮的研制周期，被细化到小时级无缝衔接。深夜两三点的实验室长年灯火通明，年轻科研人员轮番值守、昼夜衔接，不放过任何一处工艺偏差，不浪费一分一秒研发时间。

“我们的团队成员都是来自于国内外的高校应届毕业生。加入团队后，自主培养出来的，平均年龄在30岁。”高超介绍，团队攻坚先锋仅有二十余人。

“搞从0到1的创新，没有捷径，每天都是试错，每天都是挑战。大家憋着一口气，就是要让中国半导体材料不再受制于人。”

历时三年日夜鏖战，团队终于攻克12英寸碳化硅初代种子基因制备技术，突破了高品质碳化硅晶体生长、缺陷控制、超精密加工等关键技术，实现了大尺寸碳化硅半导体衬底产业化，完成了全球业界认为“不可能完成”的技术突破。

“在国际展会上发布研究成果，我们赢得了行业尊重”

高超至今还深刻记得，在2024年德国慕尼黑电子展上，团队全球首发12英寸碳化硅单晶晶片的高光时刻。

“本来那是一场聚焦国际巨头的展会，却彻底被‌‘中国12英寸碳化硅突破‘带偏了。奔驰、宝马等众多国际车企高管专程找到我们进行交流，高度认可大尺寸碳化硅对新能源汽车降本增效、快充升级的价值。那一刻，我们亲身感受到在国际高端半导体领域，赢得了行业尊重，让世界看到了中国科创力量。”高超回忆起发布会场景，仍激动不已。

据了解，此后该技术还斩获国际半导体电子材料金奖，这是该奖项首次授予中国企业，此前获奖单位均为英伟达等国际行业巨头。目前，12英寸高质量碳化硅全系列晶片相继入驻国家博物馆、中国共产党历史博物馆，入选“十四五”国家重大科技成就展，成为我国自主创新的标志性成果。

十年迭代，步步超越。如今，高超及其背后的团队从4英寸技术填补国内空白，6英寸赶上国外水平，8英寸产品全球市占率超50%、稳居全球第一，12英寸技术全球独领风骚，成功实现从被“卡脖子”到“全球领跑”的完美逆袭。

据介绍，目前全新研发的12英寸高纯度碳化硅材料正处于规模化落地的起步提速阶段。在功率半导体领域，主要应用服务新能源汽车、光伏储能、高压电网输变电等场景，目前正与下游芯片产线联合开展性能验证与产业化落地。在光学与智能终端领域，广泛应用于AR智能眼镜等可穿戴设备，已与Meta、谷歌、华为、小米、字节跳动等国内外头部企业深度协同，加速推进终端产品迭代落地。天岳先进也成为全球首家实现12英寸碳化硅量产、交付与规模化应用的企业。

十年破壁突围，从被“卡脖子”到领跑全球，这支年轻的科研团队以自主创新打破国际垄断，用一次次从零到1的突破，擦亮了第三代半导体领域的“中国名片”。

记者：杨璐 曹茜 摄影：杨璐 曹茜 编辑：曹梦佳 校对：汤琪