——中車時代電氣第三代功率半導(dǎo)體器件生產(chǎn)線建設(shè)見聞

 

　　

 

　　2月7日，株洲中車時代電氣SiC(碳化硅)生產(chǎn)線上，工人忙著生產(chǎn)。湖南日報(bào)記者 童迪 攝

 

　　湖南日報(bào)·華聲在線記者 周月桂 通訊員 姜楊敏

 

　　透過通透的玻璃擋板，可以看到從頭到腳“全副武裝”的粉色制服技術(shù)人員和藍(lán)色制服設(shè)備人員，在一臺臺儀器前低頭忙碌，整個車間清潔得更像是外科手術(shù)室或生化實(shí)驗(yàn)室。

 

　　2月8日，記者來到中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司(以下簡稱“中車株洲所”)旗下子公司——株洲中車時代電氣股份有限公司(以下簡稱“時代電氣”)，探訪剛剛組建的第三代功率半導(dǎo)體器件SiC(碳化硅)芯片生產(chǎn)線。

 

　　該生產(chǎn)線是國內(nèi)首條6英寸SiC芯片生產(chǎn)線，獲得了國家“02”專項(xiàng)、國家發(fā)改委新材料專項(xiàng)等重點(diǎn)項(xiàng)目支持。

 

　　進(jìn)入?yún)⒂^通道前，所有人員都必須換上白色的制服和鞋子。即便如此，也只能在車間外隔著玻璃進(jìn)行參觀。進(jìn)入車間內(nèi)部的員工還有更嚴(yán)格的要求，必須戴上頭罩、口罩、手套，穿上全身嚴(yán)實(shí)的制服。

 

　　“車間比手術(shù)室更清潔，對懸浮顆?？刂品浅?yán)格，每立方米空間尺寸大于0.1微米的懸浮顆粒不超過10顆;每一個顆粒都有可能損壞一顆芯片。”時代電氣半導(dǎo)體事業(yè)部SiC產(chǎn)品開發(fā)部部長李誠瞻說。

 

　　這是目前國際SiC芯片生產(chǎn)線的最高標(biāo)準(zhǔn)。

 

　　李誠瞻介紹，功率半導(dǎo)體器件生產(chǎn)經(jīng)歷了晶閘管、IGBT和SiC三代技術(shù)，SiC是目前最先進(jìn)的技術(shù)，將在未來5年成為行業(yè)主流。

 

　　“通俗地講，功率半導(dǎo)體器件就是高鐵列車等的核心動力心臟。”李誠瞻介紹，中車株洲所自主研制生產(chǎn)的IGBT芯片，讓中國高鐵上安裝上了“中國芯”。

 

　　2010年左右，時代電氣開始構(gòu)思SiC芯片。當(dāng)時最新的技術(shù)都被國外壟斷，通過完全自主摸索，一點(diǎn)一點(diǎn)完成可實(shí)施方案。

 

　　與IGBT相比，SiC能夠有效提高系統(tǒng)效率，降低能耗，減小系統(tǒng)裝置體積與重量，提高系統(tǒng)可靠性，可使高速列車電力轉(zhuǎn)換損耗降低30%至50%。

 

　　為了盡快將升級版“中國芯”推向市場，項(xiàng)目組犧牲了很多休息時間，付出了巨大的努力。

 

　　生產(chǎn)廠房2017年8月才交付使用，12月SiC芯片生產(chǎn)線便完成了工藝設(shè)備技術(shù)調(diào)試，今年1月首批芯片試制成功。眼下，工作人員正在繼續(xù)提高工藝的穩(wěn)定性，為產(chǎn)品量產(chǎn)做最后沖刺。

 

　　“每道工序需要在十幾甚至幾十項(xiàng)工藝參數(shù)間取得平衡，工作難度非常大。”薄膜組技術(shù)人員陳喜明介紹，幸運(yùn)的話，可以經(jīng)過10來次的調(diào)試找到最優(yōu)工藝參數(shù);有的卻需要數(shù)十次上百次，最多的一次經(jīng)過了500多次調(diào)整。

 

　　“很多企業(yè)前來對接，目前已有來自軌道交通、電動汽車、新能源等領(lǐng)域的訂單，我們要盡快實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)，加快推向市場，這也是我國功率半導(dǎo)體器件搶占未來科技和產(chǎn)業(yè)制高點(diǎn)的需要，”李誠瞻說，預(yù)計(jì)到2023年，全球SiC功率半導(dǎo)體器件市場可達(dá)到100億美元。