回顾中国电科55所在宽禁带半导体领域的奋斗历程,其科研成果在2007年得到了国务院政府和国家电网的高度关注。07年之前,中国在这个领域的技术基础较为薄弱,直到2000年左右才开始加大投入,然而高端芯片仍高度依赖进口,特别是在光伏逆变器、大功率充电桩等方面受制于人。为了打破这一局面,中国电科55所自筹资金几千万搭建平台,从基础课题做起。该所凭借GaN和SiC等技术的突破,给国内新能源产业提供了重要支撑。在2007年入选国防科工委首批“国防科技创新团队”之后,所内科研团队的核心工艺不断提升,外延生长速率超过100微米,离子注入激活率达到90%。特别是在高温测试环节,团队自制设备一次性通过验收。这种“特别能吃苦”的精神和硬核平台的加持,让南京成为宽禁带领域的人才培养基地。清华大学和北京大学的暑期实践团参观后,也对中国的发展速度表示惊讶。 为了打通产学研用全链条,55所与中科院物理所、山东大学、西安电子科技大学等三十余家科研院所及企业建立了紧密合作。材料端有中科院物理所和46所提供支持,设计端有西电、南大、浙大等参与建模,应用端则与中车集团、国家电网合作。这种系列化、连续性、多样化的模式使得实验室成果能够迅速转化为市场产品。07人参与的团队在江苏省“青年文明号”等荣誉的推动下,梯队结构更加合理。首席专家享受国务院政府特殊津贴,多名成员入选省“333”工程与“百千万人才”。同时设置博士后科研工作站和微电子学硕士点为后续发展蓄水。 经过半个世纪的积累,55所从晶体管起步到如今拥有240台高端设备的超净厂房(100级3000+㎡),覆盖外延、工艺、检测全流程。科研生产面积达5000+㎡,还有国家级重点实验室与“有源层优化生长技术研究应用中心”同址运行。这种区位优势加上国家多年投入,让南京成为培养人才的“黄埔军校”。实验室的成立不仅是为了让“纸面技术”变成产业界的“真金白银”,更是为了面向千亿级新能源、电动机车、智能电网市场开展自主研究。未来目标是打破垄断、走向世界,把高端芯片国产化瓶颈真正攻克,带动国内产业链升级。 国家科技部最新发布的第三批企业国家重点实验室名单中,中国电科55所“宽禁带半导体电力电子器件国家重点实验室”和“空中交通管理技术国家重点实验室”同时入选。这两张“国字号”牌照让电科体系在新能源与空管两大战略赛道上增添了新的力量。企业国家重点实验室是国家技术创新体系的核心节点,它的使命就是把实验室里的技术快速变成产业界的实际应用。碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)凭借高电压、高频率、高效率的特性被称为“绿色能源”器件,是下一代电力电子的核心。 无论是光伏、风电还是电动汽车、智能电网等新兴产业都需要一颗高效、可靠、耐高温的“芯片心脏”。为了给国内新能源产业提供坚实的技术支撑,07人参与的团队持续攻关高温测试极限时刻并取得成功。他们用自制的测试系统完成了SiC器件在400℃的直流特性测试。这种“高—大—上”的优势(耐高压、大功率输出、性能上台阶)精准概括了宽禁带器件的特点。“高”在于高效且能承受高电压高频;“大”是指输出功率大;“上”是指性能比传统硅基器件更好。 从2000年前后启动研发到现在已经取得显著进步材料、器件、模块等方面取得显著进步;然而高端芯片仍高度依赖进口直接卡住高端光伏逆变器、大功率充电桩的脖子给发展造成很大障碍为了改变这种状况55所发起国重申报正是要把“卡脖子”环节搬到自家门口从而实现国产替代紧迫性非常强。 总结来看中国电科55所凭借半个世纪积累的技术积淀和2007年入选国防科工委首批“国防科技创新团队”所获得的荣誉以及近五年承担国家级课题80余项中的重大专项、863等重点项目17项;授权发明专利31项国际专利2项;发表核心期刊论文近200篇等一系列成绩加上清华大学北京大学暑期实践团参观后的感叹“原来我们真的追上来了!”这些都展示了中国在宽禁带半导体领域取得的显著进步与国际水平的差距正在不断缩小。