台湾中山大学突破6英寸碳化硅晶体生长!

2023-03-08

近日,《台湾新闻》公布了重要科技突破消息:台湾中山大学晶体研究中心在导电型4H碳化硅单晶领域取得了显著进展。研究团队成功培育出直径达6英寸的优质单晶,中心厚度达到了19毫米,边缘尺寸约为14毫米,生长效率惊人地提升至每小时370微米,且其生长过程展现出极高的重复性。此成就标志着台湾在第三代半导体碳化硅技术领域迈出了关键一步,极大地推动了该地区在先进材料科学的国际竞争地位。

碳化硅作为先进科技领域的佼佼者,以其无可比拟的性能特性,如耐受高压与高温环境的能力、优异的高频响应和极低的能量损耗,在大功率电力电子设备和微波射频元件的制造中占据核心地位。它被视为电动车、第六代无线通信技术、国防军事、航天探索以及绿色能源解决方案等领域蓬勃发展的基石性材料,扮演着不可或缺的角色。

于当前状态下,位于台湾地域内的产出机构,在晶体生成速率方面呈现出了大约介乎一百五十至二百微米每小时的趋势;然而,此等过程中的晶体质感的可靠性以及产出效率仍需进一步优化和提升。

中山大学材料与光电科学系的周明奇教授兼国际学术领袖,亲自主导了此次晶体培育工程的关键技术与装备开发全过程,从长晶炉、材料容器坩埚的设计,至热场配置、生长参数设定及晶体缺陷评估等核心环节,均实现了全面自主研发,未借助任何外部外国供应商资源。

显而易见,在推动诸如高性能组件、电动汽车与低轨道卫星这类尖端应用的过程中,台湾地区的半导体行业面临着一个显著挑战——即在第三代半导体材料领域中,尤其是对于碳化硅晶体制备技术的缺失,这无疑成为其进一步发展的桎梏。

在当前的行业格局中,主流市场尺寸聚焦于4英寸及6英寸的碳化硅晶圆,并显现出明显的趋势向8英寸演进。展望未来的发展愿景,周明奇先生领导的技术团队已全面启动对8英寸导电型4H碳化硅生长设备的研发与设计工作。同时,他们矢志不渝地推进着碳化硅晶体生长的核心技术,以期在这一领域取得突破。当前的重点正在于构筑高真空环境,以及在这样的环境下研发生长半绝缘碳化硅的能力提升上,以此为推动行业进阶的坚实基石。

材料的特性经过长时间的验证,而新出现的材料若希冀挑战既有的材质或是促使旧有材料逐渐被淘汰,就必须综合评估多种关键因素。这些考量不仅包括了材料在特定工作环境中表现的可靠性和持久性,还包括其对环境和应用条件的整体适应性与稳定性。通过深度分析材料的物理、化学性质以及潜在的应用场景,专家们能够科学地预测新材材质能否有效取代或改进现有材料的选择和使用方式。这一过程确保了任何新的材料在被广泛接受之前,已经经过了全面而严格的评估,以确保其性能与可靠性。

原句:日前媒体报道称,尽管Tesla计划在某些方面减少对碳化硅芯片的应用量,例如耐高温部分依然采用碳化硅,而低温部分则使用硅,并将这两者分别封装。不过,碳化硅依然是不可或缺的材料之一。因此,对于电动车和充电桩的需求依然保持在巨大的水平上。

改进版:最近有报道指出,在Tesla的战略调整中,其对碳化硅芯片的应用策略出现了细微的变化,具体表现在耐高温领域继续依赖于碳化硅技术,同时低温部分则采用了硅质材料,并实施了单独封装。然而,尽管如此,碳化硅仍被视作关键技术之一。由此推断,全球对于电动车及其配套设施的需求依旧呈指数级增长态势。

翻译成英文:

Previously mentioned in media, Tesla's recent strategy involves a nuanced approach to carbon silicon chip utilization; specifically, high-temperature resistance areas persist with the use of carbon silicon technology while lower temperature segments opt for silicon materials. These are then individually encapsulated. Despite these modifications, carbon silicon remains pivotal as essential technology. Consequently, demand for electric vehicles and associated charging stations continues at an unprecedented scale.

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