科研人员在碳化硅晶片生产线上工作
新材料是新型工业化的重要支撑，是国家大力发展的战略性新兴产业，也是加快发展新质生产力、扎实推进高质量发展的重要产业方向。12月10日，北京青年报记者跟随“新质生产力看北京”主题宣传活动走进顺义区，了解北京新材料企业的发展情况。据悉，北京新材料创新优势保持领先、创新体系持续完善，900余家新材料高新技术企业集聚，产业集聚态势初现。今年，“北京市新材料产业投资基金”获得市政府批复设立，整体规模100亿元，将投向电子信息材料，以及绿色能源材料、特种及功能材料、前沿新材料等重点领域。碳化硅晶片生产线昼夜运转走进北京晶格领域半导体有限公司（以下简称“晶格领域”），在碳化硅晶片生产线上，20余台设备昼夜不停——黑色的碳化硅晶锭在液体中缓缓生长，被打磨光亮后，再切割成薄如蝉翼的晶片。明年年初，这条今年刚落成的生产线产能有望达到2.5万片。该公司总经理张泽盛说：“设备24小时不停，工作人员合理排班，24小时待命，全力保障生产。”据悉，晶格领域是国内首家以液相法为核心技术，集第三代半导体碳化硅衬底研发、生产及销售于一体的高新技术企业。公司副总经理郭黛翡介绍，衬底是朝着大尺寸高质量的方向发展，“衬底朝大尺寸方向发展，不是说芯片越做越大，而是指单位面积里的芯片数量越来越多，单个芯片的成本也就越低。”郭黛翡表示，液相法技术在衬底产品的扩径上有着独特优势，其生产过程是将固态的原材料放置在高温的环境下，融化成液体，再在液体当中重新结晶，长出碳化硅单晶。相较目前主流的物理气相传输法，液相法技术具有生长的晶体质量高、缺陷少、成品率高等优势。它的生长速度可以达到500微米/小时，同时可以实现“零微管”。据介绍，微管是一种贯穿性伤害，在有微管的地方做芯片相当于废掉了这颗芯片。利用液相法技术生长的衬底，可以克服微管缺陷。该公司目前已在顺义建成一条液相法SiC衬底中试线，6至8英寸小规模产线也已初步建成并投入使用，产线涵盖碳化硅长晶、加工及检测等完整衬底制备工艺环节。为满足产品批量供应需求，该公司已开始进行年产27万片碳化硅衬底的规模化产线规划和布局。手机快充用上氮化镓半导体氮化镓作为一种新材料，满足了电源管理更高效、更节能、低成本的需要，相比早期硅功率器件模块，氮化镓功率模块电效率获得大幅提升。北青报记者来到位于顺义区的北京中博芯半导体科技有限公司（以下简称“中博芯”）。在生产车间里，氮化镓晶圆生产线的年产量可达1.5万片。据了解，在日常生活中，未来只要用电的地方都会用到氮化镓半导体。例如，现在较为普遍的手机快充，实际上是提高了手机充电器的充电效率，同时能够做到手机在快充时不会发烫。目前，氮化镓也已应用在白色家电、数据中心电源和光伏储能等领域。人们现在的生活更离不开手机网络。实际上，手机信号的发射需要能把电信号放大的射频功放芯片，这也是氮化镓的市场之一，部分厂商正推动在手机里应用氮化镓射频功放芯片。企业负责人表示，未来，中博芯将持续加大核心产品生产及研发投入，提高产品性能和生产能力，增强竞争力。通过持续的产品性能提升，形成竞争优势并达到和超越客户的需求，致力打造成新形势下满足国家半导体“卡脖子”技术需求，为第三代半导体产业国产替代作出贡献的示范企业。北京新材料产业集聚态势初现北京市科委、中关村管委会相关负责人表示，近年来，在政策引导和市场推进下，本市新材料创新优势保持领先、创新体系持续完善，产业集聚态势初现。据不完全统计，在京20余家高校、10余家中国科学院研究所均设有材料类学科或研究方向；近30家在京央企均有新材料布局；40余家上市企业、900余家高新技术企业集聚。在钢铁、有色金属、特种合成橡胶等先进基础材料，高温合金、高性能复合材料、宽禁带半导体等关键战略材料，以及石墨烯等低维材料和高温超导、超材料等前沿新材料领域皆有研发布局。创新平台也在持续完善。本市建有“综合极端条件实验装置”“高能同步辐射光源”（在建）和“重大工程材料服役安全研究评价设施”等三个国家材料领域重大科技基础设施。同时，建设了怀柔国家实验室、光电子材料与器件全国重点实验室、国家第三代半导体技术创新中心、北京分子科学国家研究中心等40余家国家级平台。据了解，北京新材料产业结合资源禀赋，逐步形成海淀区为创新策源区，顺义、房山、大兴等为产业主要承载区的发展格局。其中，房山区在新材料领域共培育引进了20余家规上企业、10余家专精特新企业和2家上市企业。2023年，全区新材料产业规模以上工业企业产值超350亿元，占全区产值比重约1/3，是规上工业产值重要的贡献引擎。顺义区作为北京宽禁带半导体承载区，一期标厂、三代半创新基地等建成并投入使用，先后发布多项政策支持产业发展，已集聚相关实体企业20余家，初步形成材料、芯片、模组、封装检测及下游应用的全产业链布局，产业集群效应初显。文/本报记者王斌实习生张光玉摄影/本报记者袁艺
