新材料是新型工業(yè)化的重要支撐，是國(guó)家大力發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，也是加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、扎實(shí)推進(jìn)高質(zhì)量發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)方向。12月10日，北京青年報(bào)記者跟隨“新質(zhì)生產(chǎn)力看北京”主題宣傳活動(dòng)走進(jìn)順義區(qū)，了解北京新材料企業(yè)的發(fā)展情況。據(jù)悉，北京新材料創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)保持領(lǐng)先、創(chuàng)新體系持續(xù)完善，900余家新材料高新技術(shù)企業(yè)集聚，產(chǎn)業(yè)集聚態(tài)勢(shì)初現(xiàn)。今年，“北京市新材料產(chǎn)業(yè)投資基金”獲得市政府批復(fù)設(shè)立，整體規(guī)模100億元，將投向電子信息材料，以及綠色能源材料、特種及功能材料、前沿新材料等重點(diǎn)領(lǐng)域。
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科研人員在碳化硅晶片生產(chǎn)線上工作
碳化硅晶片生產(chǎn)線晝夜運(yùn)轉(zhuǎn)
走進(jìn)北京晶格領(lǐng)域半導(dǎo)體有限公司（以下簡(jiǎn)稱“晶格領(lǐng)域”），在碳化硅晶片生產(chǎn)線上，20余臺(tái)設(shè)備晝夜不停——黑色的碳化硅晶錠在液體中緩緩生長(zhǎng)，被打磨光亮后，再切割成薄如蟬翼的晶片。明年年初，這條今年剛落成的生產(chǎn)線產(chǎn)能有望達(dá)到2.5萬片。該公司總經(jīng)理張澤盛說：“設(shè)備24小時(shí)不停，工作人員合理排班，24小時(shí)待命，全力保障生產(chǎn)。”
據(jù)悉，晶格領(lǐng)域是國(guó)內(nèi)首家以液相法為核心技術(shù)，集第三代半導(dǎo)體碳化硅襯底研發(fā)、生產(chǎn)及銷售于一體的高新技術(shù)企業(yè)。公司副總經(jīng)理郭黛翡介紹，襯底是朝著大尺寸高質(zhì)量的方向發(fā)展，“襯底朝大尺寸方向發(fā)展，不是說芯片越做越大，而是指單位面積里的芯片數(shù)量越來越多，單個(gè)芯片的成本也就越低。”
郭黛翡表示，液相法技術(shù)在襯底產(chǎn)品的擴(kuò)徑上有著獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，其生產(chǎn)過程是將固態(tài)的原材料放置在高溫的環(huán)境下，融化成液體，再在液體當(dāng)中重新結(jié)晶，長(zhǎng)出碳化硅單晶。相較目前主流的物理氣相傳輸法，液相法技術(shù)具有生長(zhǎng)的晶體質(zhì)量高、缺陷少、成品率高等優(yōu)勢(shì)。它的生長(zhǎng)速度可以達(dá)到500微米/小時(shí)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)“零微管”。據(jù)介紹，微管是一種貫穿性傷害，在有微管的地方做芯片相當(dāng)于廢掉了這顆芯片。利用液相法技術(shù)生長(zhǎng)的襯底，可以克服微管缺陷。
該公司目前已在順義建成一條液相法SiC襯底中試線，6至8英寸小規(guī)模產(chǎn)線也已初步建成并投入使用，產(chǎn)線涵蓋碳化硅長(zhǎng)晶、加工及檢測(cè)等完整襯底制備工藝環(huán)節(jié)。為滿足產(chǎn)品批量供應(yīng)需求，該公司已開始進(jìn)行年產(chǎn)27萬片碳化硅襯底的規(guī)模化產(chǎn)線規(guī)劃和布局。
手機(jī)快充用上氮化鎵半導(dǎo)體
氮化鎵作為一種新材料，滿足了電源管理更高效、更節(jié)能、低成本的需要，相比早期硅功率器件模塊，氮化鎵功率模塊電效率獲得大幅提升。
北青報(bào)記者來到位于順義區(qū)的北京中博芯半導(dǎo)體科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中博芯”）。在生產(chǎn)車間里，氮化鎵晶圓生產(chǎn)線的年產(chǎn)量可達(dá)1.5萬片。據(jù)了解，在日常生活中，未來只要用電的地方都會(huì)用到氮化鎵半導(dǎo)體。例如，現(xiàn)在較為普遍的手機(jī)快充，實(shí)際上是提高了手機(jī)充電器的充電效率，同時(shí)能夠做到手機(jī)在快充時(shí)不會(huì)發(fā)燙。目前，氮化鎵也已應(yīng)用在白色家電、數(shù)據(jù)中心電源和光伏儲(chǔ)能等領(lǐng)域。
人們現(xiàn)在的生活更離不開手機(jī)網(wǎng)絡(luò)。實(shí)際上，手機(jī)信號(hào)的發(fā)射需要能把電信號(hào)放大的射頻功放芯片，這也是氮化鎵的市場(chǎng)之一，部分廠商正推動(dòng)在手機(jī)里應(yīng)用氮化鎵射頻功放芯片。
企業(yè)負(fù)責(zé)人表示，未來，中博芯將持續(xù)加大核心產(chǎn)品生產(chǎn)及研發(fā)投入，提高產(chǎn)品性能和生產(chǎn)能力，增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力。通過持續(xù)的產(chǎn)品性能提升，形成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)并達(dá)到和超越客戶的需求，致力打造成新形勢(shì)下滿足國(guó)家半導(dǎo)體“卡脖子”技術(shù)需求，為第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國(guó)產(chǎn)替代作出貢獻(xiàn)的示范企業(yè)。
北京新材料產(chǎn)業(yè)集聚態(tài)勢(shì)初現(xiàn)
北京市科委、中關(guān)村管委會(huì)相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，近年來，在政策引導(dǎo)和市場(chǎng)推進(jìn)下，本市新材料創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)保持領(lǐng)先、創(chuàng)新體系持續(xù)完善，產(chǎn)業(yè)集聚態(tài)勢(shì)初現(xiàn)。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在京20余家高校、10余家中國(guó)科學(xué)院研究所均設(shè)有材料類學(xué)科或研究方向；近30家在京央企均有新材料布局；40余家上市企業(yè)、900余家高新技術(shù)企業(yè)集聚。在鋼鐵、有色金屬、特種合成橡膠等先進(jìn)基礎(chǔ)材料，高溫合金、高性能復(fù)合材料、寬禁帶半導(dǎo)體等關(guān)鍵戰(zhàn)略材料，以及石墨烯等低維材料和高溫超導(dǎo)、超材料等前沿新材料領(lǐng)域皆有研發(fā)布局。
創(chuàng)新平臺(tái)也在持續(xù)完善。本市建有“綜合極端條件實(shí)驗(yàn)裝置”“高能同步輻射光源”（在建）和“重大工程材料服役安全研究評(píng)價(jià)設(shè)施”等三個(gè)國(guó)家材料領(lǐng)域重大科技基礎(chǔ)設(shè)施。同時(shí)，建設(shè)了懷柔國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、光電子材料與器件全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心、北京分子科學(xué)國(guó)家研究中心等40余家國(guó)家級(jí)平臺(tái)。
據(jù)了解，北京新材料產(chǎn)業(yè)結(jié)合資源稟賦，逐步形成海淀區(qū)為創(chuàng)新策源區(qū)，順義、房山、大興等為產(chǎn)業(yè)主要承載區(qū)的發(fā)展格局。其中，房山區(qū)在新材料領(lǐng)域共培育引進(jìn)了20余家規(guī)上企業(yè)、10余家專精特新企業(yè)和2家上市企業(yè)。2023年，全區(qū)新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值超350億元，占全區(qū)產(chǎn)值比重約1/3，是規(guī)上工業(yè)產(chǎn)值重要的貢獻(xiàn)引擎。
順義區(qū)作為北京寬禁帶半導(dǎo)體承載區(qū)，一期標(biāo)廠、三代半創(chuàng)新基地等建成并投入使用，先后發(fā)布多項(xiàng)政策支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展，已集聚相關(guān)實(shí)體企業(yè)20余家，初步形成材料、芯片、模組、封裝檢測(cè)及下游應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈布局，產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)初顯。