之所以碳化硅成為第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料，因為其在禁帶寬度、擊穿電場、熱導(dǎo)率、電子飽和速率等方面展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢，也因為其在高溫、高壓、高頻領(lǐng)域的優(yōu)異表現(xiàn)。

超高純、類球形3C-SiC微粉（來源：晶彩材料）

半導(dǎo)體案例

1、SiC具有約3.26 eV的寬帶隙（相比于硅的1.12 eV）；約4.9 W/cm·K的熱導(dǎo)率（相當于硅的3倍）；約3 MV/cm的擊穿電場（約為硅的10倍），于是采用碳化硅襯底的射頻（RF）放大器被用于5G基站、雷達、衛(wèi)星通信系統(tǒng)，能夠顯著提升器件的功率密度、可靠性和高功率性能。

2、SiC基器件能夠在超過600℃的環(huán)境中穩(wěn)定工作，而硅基器件在超過150℃時性能會急劇下降；SiC相比硅具有優(yōu)異的耐腐蝕性、高硬度和高強度，因此更適用于苛刻環(huán)境，于是采用碳化硅襯底的各類傳感器在航空航天、汽車、能源和工業(yè)過程控制等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

當然不止于半導(dǎo)體材料，碳化硅的其他高附加值應(yīng)用還包括高端特種陶瓷、熱界面材料等。具體如封裝基板、晶圓拋光和高功率電子設(shè)備的散射器件，無一例外，這些應(yīng)用對碳化硅原材料的要求極高，純度、結(jié)晶質(zhì)量和缺陷密度（如位錯）等都會對晶圓或陶瓷的電學(xué)、熱血和機械性能等造成影響。然而高純碳化硅制備過程復(fù)雜且成本較高，全球范圍圍繞相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化的努力還在持續(xù)加碼，資本融入和技術(shù)升級推動下，超高純碳化硅的應(yīng)用前景將更加廣闊。

即將在廣州保利世貿(mào)博覽館2號館舉辦的CAC廣州先進陶瓷展的同期會議——“全國先進陶瓷與新能源產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇（6月14日）”上，紹興晶彩科技有限公司總經(jīng)理/創(chuàng)始人，哈工大的張磊博士將做題為“超高純碳化硅粉體制備及在半導(dǎo)體、高端特種陶瓷、熱界面材料領(lǐng)域應(yīng)用”報告，重點介紹高純碳化硅的結(jié)構(gòu)特性、制備方法、產(chǎn)業(yè)化及其在碳化硅襯底、半導(dǎo)體陶瓷、高精密研磨以及熱管理材料等諸多領(lǐng)域應(yīng)用，并對相關(guān)技術(shù)發(fā)展進行了展望。

報告人簡介

張磊，男，漢族，1980年生,哈爾濱工業(yè)大學(xué)博士，紹興晶彩科技有限公司創(chuàng)始人。主要從事超高純碳化硅粉體材料的研發(fā)與生產(chǎn)，在超高純碳化硅粉體規(guī)模化量產(chǎn)與應(yīng)用、第三代半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)化落地等領(lǐng)域具有十余年經(jīng)驗。在國際上率先開發(fā)了“無催化引發(fā)聚合技術(shù)制備高純碳化硅粉源”關(guān)鍵技術(shù)研究，研發(fā)的新材料成功應(yīng)用于半導(dǎo)體制程所需的高精密特種碳化硅陶瓷件、半導(dǎo)體功率器件、集成電路制造裝備等領(lǐng)域，打破了原料被歐美公司壟斷的危險局面，徹底解決了了半導(dǎo)體級碳化硅材料的卡脖子問題。 發(fā)表論文20余篇，申報發(fā)明專利三十余項，授權(quán)發(fā)明專利二十五項。曾獲2014年“無錫市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才”稱號、 2016年“江蘇省創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍 人才”稱號，紹興市柯橋區(qū)2024 年第二批“人才+”專項支持 計劃人才等。

CAC廣州先進陶瓷展