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长三角-粤港澳大湾区第二届集成电路“太湖之芯”创业大赛正在火热进行中。目前，西安、深圳、上海三大初赛赛区路演已全部圆满结束，接下来的8月，初赛晋级者将在无锡角逐冠军之席。

初赛首站的西安赛区中，涌现出不少半导体设备和材料领域的创业项目。这些芯片创业项目有什么亮点？实现了哪方面的创新？产业化前景如何？

对此，大赛组委会特别策划了“太湖芯声”栏目，与参赛团队面对面畅谈半导体创业项目。


01

宽禁带半导体产业化

西安华合德新材料科技有限公司


西安华合德新材料科技有限公司（以下简称：“华合德新材料”）成立于2019年，专注于第三代半导体材料，参赛项目名称是“宽禁带半导体产业化”。

据华合德新材料董事长、项目发起人朱纳新介绍，项目团队以10多位从欧美学成归国的博士为核心，成员背景多样，涉足晶体生长、半导体材料、微电子学、计算机仿真、机械、自动控制、MBA管理等领域。此外，公司还聘请国外长期从事SiC材料和有关设备的专家做技术顾问。

本次路演项目“宽禁带半导体产业化”致力于研究第三代半导体材料SiC晶体的生长、大规模制备技术及更新一代半导体材料Ga2O3，AlN技术等。

据朱纳新介绍，SiC晶体的生长是非常复杂的过程，因为SiC晶体在自然界常温常压下，是不存在的，因此必须在特殊工艺下，从气相变成固相，而这个生长过程很容易形成缺陷。也正因如此，市面上SiC晶体供不应求，“保守估计，供给和需求的比例是1：10”。

朱纳新表示，市场对SiC晶体国产化的渴求，让他觉得身兼使命，“从事半导体行业的人，除了追求经济效应，也一定得有家国情怀，如果没有情怀，你的梦想是坚持不下来的。”

谈及此次参赛，他表示，希望通过这个平台获得更多行业专家以及资本界的认可，因为“抱成团才能把事情做好”。


02

微射流激光先进技术

西安晟光硅研半导体科技有限公司


西安晟光硅研半导体科技有限公司（以下简称：“晟光硅研”）成立于2021年2月，是一家半导体设备研发及制造商，参赛项目名称是“基于硬脆材料尖端加工——微射流激光先进技术”。

据晟光硅研总经理助理梁建华介绍，该公司掌握的微射流激光先进技术在三代半切割领域具有独创性，目前已成功完成6英寸碳化硅晶锭的滚圆、切片及划片，同时技术兼容8英寸晶体滚圆切片。

微射流激光先进技术的原理是通过将激光和水进行耦合，让激光在水流内进行全反射，水流则起到类似于光纤的引导作用。

传统激光切割，其累积和传导的能量容易造成SiC晶圆切割道两侧热损伤，而微射流激光因水柱的作用，可以将每个脉冲残留的热量迅速带走，使切割道干净利落。

产业应用上，微射流激光方案加工SiC晶圆具备四大优势，一是无需对焦，水射流中的激光完全平行，可实现30微米以下的损耗切割，确保了高质量的加工壁和切边；二是水射流避免了加工废料的堆积，高能水射流驱散废料离子避免加工毛刺，损伤层在3-4个微米，降低后续抛磨难度。

三是水射流冷却作用避免了热损伤和材料变化，使得晶圆曲翘度达到3.5微米左右，保证了材料的一致性；四是加工设备损耗小，比金刚线加工损耗大大降低，省去换耗材的时间和调校设备时间。

对于项目当前的进展情况，梁建华表示，截至去年10月份，微射流激光先进技术设备已完成对国内头部碳化硅企业的销售。因此，晟光硅研自去年年底开始向氮化镓、超宽禁带半导体氧化镓、金刚石、陶瓷复合基板、航空航天复材、闪烁晶体等其他硬脆材料领域拓展，目前也已有订单。


03

氧化镓外延技术先行者

氧化镓外延技术研究团队


氧化镓外延技术研究团队来自西安电子科技大学微电子学院，他们的参赛项目围绕氧化镓外延设备展开，项目名称是“镓芯微特-第四代超宽禁带半导体氧化镓外延技术先行者”。

据团队成员刘丁赫介绍，该项目团队隶属于西安电子科技大学郝跃院士团队，所在研究课题组是国内宽禁带(GaN、SiC)、超宽禁带(Ga2o3、金刚石) 半导体技术研究的主要发起单位和创新研究主力军，研究规模和研究水平始终处于国内领先地位。

此次参赛，氧化镓外延技术研究团队在以往研究基础上自主研制了低成本非真空雾化化学沉积Mist-CVD 生长设备系统，并研究了氧化薄膜掺杂工艺，形成能带调控及载流子浓度可控的稳定工艺体系，实现了大面积氧化单晶薄膜均匀生长。

与HVPE、MOCVD 等传统外延生长技术相比，Mist-CVD 外延生长的氧化薄膜具有较高水平结晶质量。此外，Mist-CVD 设备的成本优势更为明显，仅为 MOCVD 设备的二十分之一。

至于该赛道目前国内的发展情况，刘丁赫表示，国内从事氧化镓材料制备的商业化公司屈指可数，且都为起步阶段。而项目团队经过多年的研制，Mist-CVD原型机已经优化选代到最新的第四代，且已为多个大学的研究团队提供多批氧化镓外延片定制化产品。

谈及项目产业化可能面临的挑战，刘丁赫表示，市场化和产业化的相关经验是他们团队需要补足的短板，“我们需要了解市场的需求，开发出符合市场需求的产品。”此外，资金、人才也是项目进一步落地所需要的。

接下来，团队拟注资成立“镓芯微特科技有限公司”，待获得资金支持后继续开展 Mist-CVD设备的改良及产业化稳定的氧化薄膜外延探索。


04

量子氧化铝

洛阳三睿宝纳米科技有限公司


洛阳三睿宝纳米科技有限公司成立于2014年，参赛项目名称为“量子氧化铝”。

据项目发起人、河南科技大学教授许荣辉介绍，量子氧化铝属于纳米晶体材料，项目名称突出“量子”两个字，特指单颗粒的分散状态——基本上不团聚，更没有化学烧结，其次由于其具有能量子的特性，因此叫量子氧化铝。

据介绍，该项目源于2008年一次“产学研军”活动，该活动涉及纳米材料、节能、纳米材料应用以及未来的纳米制造等领域，经过十几年实验室研发、放大、工业化验证，形成了产品“3纳米原晶”“片状/高纯/高分散α-氧化铝”。

由于产品系刚玉相，莫氏硬度9.0，以及具有特殊的片状结构，因此应用前景广阔，可用作芯片光刻机、航空发动机、真空蒸镀机、大型电子对撞机及第三代半导体材料精密加工用精抛料，同时也可以作为汽车尾气净化器催化剂载体、固态电池快充关键材料。

此前，该团队已投入500余万在洛阳进行研发与产业化，并于2018年验证成功，现阶段有稳定的客户基础及潜在客户。许荣辉表示，该项目填补了国内的技术空白。从技术参数来看，目前中国与美国技术水平相当，日本则相对落后。

此次参赛，许荣辉希望通过太湖之芯创业大赛的平台，链接到更多投资方，共同将该项目踏实落地，“为国家芯片事业做贡献”。
来源： 芯师爷 作者：