【我们的身边事儿】山西天成半导体：攻破碳化硅核心技术 实现大尺寸晶体国产化突破

第三代半导体是发展新质生产力的重要赛道，碳化硅单晶材料更是产业链上游的关键核心。坐落于中北高新技术产业开发区的山西天成半导体材料有限公司，成功产出12英寸36毫米厚碳化硅单晶材料，同时掌握导电型、半绝缘型两套工艺路线，攻克大尺寸碳化硅核心材料双技术路线世界性难题，实现该领域从依赖进口到自主可控的关键跨越。记者走进企业生产一线，探寻这份国产化突破背后的创新密码。

在企业产品展示区，高纯碳化硅粉料、六英寸、八英寸晶体样品整齐陈列。山西天成半导体材料有限公司副总经理仝晓刚向记者介绍，企业可自主合成长晶所需高纯碳化硅粉料，八英寸、六英寸半绝缘晶体面向AR眼镜、高端光学领域；八英寸晶锭适配功率器件制造；而企业重点获奖产品，则是12英寸双路线碳化硅晶锭，导电型产品服务功率器件，半绝缘型产品可应用于高端显示、先进封装中介层以及散热场景。

12英寸碳化硅晶锭，是全球第三代半导体行业竞争的制高点。晶圆尺寸直接代表行业技术实力，然而碳化硅材质硬度仅次于钻石，在12英寸规格下实现高质量结晶，工艺难度极高，微小瑕疵就会造成整块晶体报废。山西天成半导体不仅拿下双路线12英寸技术，更实现36毫米超厚生长技术突破。企业自主研发814英寸兼容碳化硅单晶生长炉，为大尺寸晶体的研制提供硬件支撑。

山西天成半导体材料有限公司技术总监王晨豪介绍，市面常规12英寸碳化硅晶锭厚度大多为20毫米，仅可切出约10片晶片；企业36毫米厚晶锭能够切出20片晶片。按照单张晶片可制作9000枚芯片计算，增厚带来的产能提升十分可观，多出的十片晶片即可多产出九万枚芯片，大幅提升芯片产出效率。该套设备可实现8英寸至14英寸多规格兼容，企业依托设备迭代与工艺优化，进一步完成14英寸晶体技术突破。

碳化硅晶锭生长是整个生产流程最核心的环节。碳化硅粉料要在单晶生长炉内，历经2100摄氏度高温，密闭生长十天，碳原子、硅原子在精密调控环境下有序堆叠，最终形成缺陷可控的圆饼状晶锭。项目没有成熟模板可以参考，研发团队开展大量试验，对设备、热场、工艺参数完成数百次调试，创新采用电阻炉工艺，既加快晶体生长速度，降低晶体缺陷密度，还将产品良率提升15%。

据了解，企业已经搭建起碳化硅长晶全产业链技术体系，拥有完整自主知识产权，从粉料制备、长晶、热场组件到生产装备全部实现自主配套，生产设备取得欧盟CE认证，生产体系通过车规质量认证，打破海外高端设备制约，有效降低国内项目建厂成本，助力下游企业降本增效，守护国内第三代半导体供应链安全。企业可面向海内外客户提供一站式工艺服务，此次项目获奖，也代表企业技术路线与商业模式获得行业专家、投资机构的充分认可。

曾经，碳化硅核心材料长期依靠进口，国内产业在品质、价格、供货上处处受制。“十四五”以来，太原市围绕重点产业链布局，推进数百项科技攻关项目，一批关键核心技术陆续实现突破。山西天成半导体2025年营业额突破一亿元，产品广泛用于先进制造、高端装备等领域。企业自主研发的“面向AR应用的812英寸兼容型碳化硅单晶晶体生产装备”，斩获山西省第十二届星火项目创业大赛一等奖，并且闯入2026创业大赛全国总决赛拿下三等奖，也是太原市唯一获此荣誉的项目。

仝晓刚告诉记者，企业现有20多名研发人员，五年持续攻坚，同时深化和属地高校产学研合作，加速科技成果落地，带动本地上下游产业链协同发展。立足山西资源禀赋，企业下一步将持续推进科研成果产业化，打造本地半导体产业集群，扩大高质量就业，联合属地高校，组建规模200人以上的碳化硅长晶装备与材料科研生产团队。按照规划，2026年企业营收预计达到两亿元，2027年冲击国家级专精特新“小巨人”企业，营业收入突破六亿元，为国内第三代半导体产业高质量发展持续贡献山西力量。