最近、河北同光半導体株式会社のスタッフが設備の稼働状況を調べている。河北日報記者張昊摂

2014年、国家ハイテク研究発展計画「大出力窒化ガリウム電子デバイス用大サイズ炭化ケイ素基板の製造及びエピタキシャル技術研究」プロジェクトを主宰した、2016年、国家重点研究開発計画「中低圧炭化ケイ素材料、装置及び電気自動車充電設備における応用モデル」プロジェクトを担当した、2019年、国家発展改革委員会の「直径6インチ炭化ケイ素単結晶基板改造」プロジェクトを担当……

河北同光半導体株式会社の発展履歴書を見ると、「ゼロ」から国内第3世代半導体材料のヘッド企業に成長するまで、12年しかかからなかったとは考えにくい。先日、胡潤研究院が発表した「2024世界ユニコーンランキング」にも登場し、河北省の4つのランクイン企業の1つとなった。

「ゼロ」からスタートし、勇敢にピークを登り、この時価100億円を超える「ユニコーン」はどのように成長したのか。

最近、保定高新区にある同光半導体に入ってみると、炭化ケイ素単結晶の成長現場では、炭化ケイ素単結晶の成長炉がオレンジ色の光で点滅しており、炭化ケイ素結晶の塊が炉内で静かに成長している。「炭化ケイ素結晶は炉内で厚さ3センチに成長し、加工後に炭化ケイ素単結晶基板となり、チップの製造に使用できる」と同光半導体の鄭清超董事長は紹介した。

この分野に踏み込んだ理由として、鄭清超氏は「悔しい、悔しい」からだと直言した。鄭清超氏によると、半導体は情報産業の礎であり、カーブオーバーランのチャンスは第3世代半導体材料の開発と製造にある。

そこで、節電器会社が風生水を作ると、鄭清超氏は株式を売却し、第3世代半導体コア材料である炭化ケイ素単結晶基板の生産分野に首をひねった。現在、自主研究開発の道を歩むことを堅持しているため、同光半導体はすでに70件以上の特許を取得しており、河北省で唯一の第3世代半導体炭化ケイ素単結晶基板を量産できるハイテク企業であり、炭化ケイ素単結晶基板の製造技術の各指標は世界の先進レベルに達している。

炭化ケイ素単結晶基板の製造は世界的な難題である。1つの技術「シロ」が見知らぬ高精鋭な分野に侵入し、カーブを曲がって追い越そうとするなんて、簡単ではない。

「自主研究開発は難しく、難しいのは0から1までの突破ではない」と鄭清超氏は言う。研究開発初期、炭化ケイ素結晶の不純物含有量は終始高く、光半導体と巨額の資金を投入し、多種の方案を試みたが、進展は理想的ではなかった。「当時、私たちは以前稼いだお金をほとんど入れていた」。

革新、失敗、経験を総括して更に革新……何度もひっくり返して、数千炉の回の合成実験を経て、同光半導体は最終的に高純度炭化ケイ素単結晶原料の合成技術を突破した。高良品率、高安定性の長結晶プロセスと設備は炭化ケイ素単結晶基板の大サイズ、高品質を実現する核心である。これに対して、同光半導体は単結晶成長炉設備システムを自主的に構築し、低転位密度欠陥炭化ケイ素単結晶基板取得技術を掌握し、直径4-6インチ導電型と高純半絶縁型炭化ケイ素単結晶基板の大規模量産を実現した。

衛星通信、電気自動車、人工知能などの分野の革新的な波が押し寄せ、炭化ケイ素単結晶を代表とする第3世代半導体の潜在力は巨大である。鄭清超氏は、「新たな科学技術革命と産業変革の風口に立つには、同光半導体はチャンスを先取りし、企業の実際に立脚して革新に力を入れ、新質生産力を育成しなければならない」と述べた。

炭化ケイ素単結晶の製造ボトルネックを突破する重要なプロセスノードとして、8インチ炭化ケイ素単結晶基板は現在国内外のメーカーが争って占有している黄金のコースである。昨年6月、同光半導体は8インチ炭化ケイ素単結晶成長のボトルネックを一挙に突破し、小規模な量産を実現した。「より大きなサイズの結晶成長においても、安定して効率的な拡径技術を備えている」と鄭清超氏は言う。（記者・寇国瑩）

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