（仝晓刚正在给同事们讲解操作流程）

讲述人：太原工业学院副教授 山西天成半导体材料有限公司科技副总 仝晓刚

从12英寸到14英寸，直径好像只大了2英寸，但对于碳化硅长晶来说，难度是呈几何级数增长的。今年3月11日，我们用自主研发的设备，终于成功研制出14英寸的碳化硅单晶材料，有效厚度达到30毫米。这是继去年我们实现12英寸N型碳化硅单晶材料和12英寸高纯半绝缘碳化硅单晶材料两项突破后，再次刷新国内行业纪录。

如果有人问，做到14英寸到底有多难？我会用四个字形容：“蒙眼绣花”。

碳化硅的生长条件十分苛刻。长晶的整个过程需要长达300多个小时，原料在圆柱体的容器炉底部，用2000多摄氏度高温加热形成气化的碳原子和硅原子，然后在温度梯度的驱动下，上升到容器炉顶部温度较低的籽晶上结晶。

其间，炉子绝对不能断电，温度必须极度稳定。最折磨人的是，完全看不到炉子里晶体长成什么样，只能盯着外部的温度数据去判断，整个过程就像在开“盲盒”。在这期间，我们要靠精密的温度梯度控制与精准的流场控制，把通过加热气化成的碳原子和硅原子一个个精准地“排”到籽晶上结晶，稍微有点不规则，就会产生缺陷。历时3个多月攻关，我们终于取得了成功。

这份成功，离不开我们的科研团队。我是太原工业学院副教授，2024年以科技副总的身份，与其他7名博士来到山西天成，目前，整个团队已有30余人，几年来，大家一路攻坚克难。

也许有人会问，费这么大劲搞出来14英寸的，到底能干啥？

现在的12英寸碳化硅，主要用在新能源汽车，还有最近很火的AR眼镜、AI芯片等领域；而14英寸的，用于加工半导体设备零部件和半导体芯片封装散热层。如果使用硅和石英制造零部件，基本一到两个月更换一次。而用碳化硅制作的零部件，3年才需更换一次，完全能够满足下游市场“降本增效”的迫切需求。

去年,我们完成了8500余万元的销售额，通过技术突破，今年预计能冲到2亿元。这让我们有了十足的底气，可以把资金更多地投入到技术攻关中。

今年，作为太原市重点项目的新厂房建设启动，太原市以及中北高新区管委会相关部门工作人员前来现场办公。相信不久的将来，新厂房落成后，公司发展将迈出更大的步伐。

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延伸阅读：

14英寸碳化硅材料的核心应用方向，是制造半导体设备核心部件，这也是当前全球半导体产业链卡脖子的关键环节。目前，碳化硅部件市场几乎由韩国、日本、欧洲供应商垄断，国产设备在核心材料环节长期受制于人。碳化硅部件凭借密度高、热传导率高、弯曲强度大、弹性模数大的极致特性，可耐受晶圆外延、刻蚀等制造环节的强腐蚀性、超高温恶劣环境，是等离子体刻蚀、外延生长、快速热处理、薄膜沉积等核心制造工艺环节的必备材料。从12英寸到14英寸，并非简单的尺寸放大，而是热场控制、缺陷抑制、设备适配等多维度挑战。同时，更大的晶锭尺寸意味着单片可加工的部件数量大幅提升，相较于传统小尺寸材料，能有效降低 30% 以上的单位部件制造成本。

“在半导体产业，尺寸即效率，尺寸即成本，尺寸即战略制高点。”太原工业学院助力天成半导体此次突破，不仅依托自主研发设备实现了材料制备的跨越，更攻克了行业普遍面临的三大核心技术难点，意味着在这场由大尺寸驱动的技术革命中，中国已经不再是“追赶者”，而是与全球巨头并跑的“竞争者”。