——中車時代電氣第三代功率半導體器件生產線建設見聞

 

　　

 

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

 

　　湖南日報·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”的粉色制服技術人員和藍色制服設備人員，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室或生化實驗室。

 

　　2月8日，記者來到中車株洲電力機車研究所有限公司(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體器件SiC(碳化硅)芯片生產線。

 

　　該生產線是國內首條6英寸SiC芯片生產線，獲得了國家“02”專項、國家發改委新材料專項等重點項目支持。

 

　　進入參觀通道前，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行參觀。進入車間內部的員工還有更嚴格的要求，必須戴上頭罩、口罩、手套，穿上全身嚴實的制服。

 

　　“車間比手術室更清潔，對懸浮顆粒控制非常嚴格，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。”時代電氣半導體事業部SiC產品開發部部長李誠瞻說。

 

　　這是目前國際SiC芯片生產線的最高標準。

 

　　李誠瞻介紹，功率半導體器件生產經歷了晶閘管、IGBT和SiC三代技術，SiC是目前最先進的技術，將在未來5年成為行業主流。

 

　　“通俗地講，功率半導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，時代電氣開始構思SiC芯片。當時最新的技術都被國外壟斷，通過完全自主摸索，一點一點完成可實施方案。

 

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

 

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

 

　　生產廠房2017年8月才交付使用，12月SiC芯片生產線便完成了工藝設備技術調試，今年1月首批芯片試制成功。眼下，工作人員正在繼續提高工藝的穩定性，為產品量產做最后沖刺。

 

　　“每道工序需要在十幾甚至幾十項工藝參數間取得平衡，工作難度非常大。”薄膜組技術人員陳喜明介紹，幸運的話，可以經過10來次的調試找到最優工藝參數;有的卻需要數十次上百次，最多的一次經過了500多次調整。

 

　　“很多企業前來對接，目前已有來自軌道交通、電動汽車、新能源等領域的訂單，我們要盡快實現穩定生產，加快推向市場，這也是我國功率半導體器件搶占未來科技和產業制高點的需要，”李誠瞻說，預計到2023年，全球SiC功率半導體器件市場可達到100億美元。