八年一剑 御风雄起 ——探秘“同光晶体”的创新智造之路

　　国内先进、省内唯一能量产第三代半导体材料的企业，先后承担国家863计划、国家重点研发计划、国家技术改造工程等重大国家专项，承担省级研究课题10余项，拥有专利70余项，其中发明专利15项，主持行业标准1项、企业标准2项——河北同光晶体有限公司依托深厚的技术底蕴、强大的创新能力和专注的市场打磨，借5G时代到来的东风，成长为国内碳化硅行业的重要企业之一，截至2020年10月底，市场规模达到1亿多元。

　　是什么让创立仅8年的同光晶体拥有了如此深厚的创新驱动实力？是什么让同光晶体从零起点逐步成长为碳化硅行业的领跑者？本报记者带您一探究竟。

　　铸剑：与其让外国人卡脖子，不如自己干

　　同光晶体成立于2012年。此前，企业创始人、董事长郑清超经营着一家主营电力电子器件产品的公司。由于企业生产涉及诸多原器件，让郑清超与中科院半导体所结缘，并对原器件、新材料拥有了敏锐的市场洞察力。

　　伴随光伏产业的爆发及LED产业的兴起，郑清超的公司涉足其中，生产高频开关电源、电源柜等产品，加深对材料领域的深耕。

　　2011年，郑清超接触到碳化硅这一新兴材料，凭借专业的技术积累和敏锐的市场前景认知，他果断地进军碳化硅行业。

　　当时，第三代半导体研发刚起步，在民用领域尚属空白，但其宽禁带、耐高温、抗辐射、高电子迁移率、高热导率等特性，是制作大功率、抗辐照及光电集成器件的理想材料，在卫星通信、高压输变电、轨道交通、电动汽车等领域具有广阔的应用价值。

　　在郑清超看来，这是打破前两代半导体核心技术被国外厂商垄断的机遇。“不能总跟在人家后面跑，与其让外国人在技术上卡脖子，不如自己干，弯道超车的机遇就在第三代半导体材料。”郑清超说。

　　于是，郑清超转身跨入第三代半导体核心材料——碳化硅行业。

　　磨剑：亏钱也要搞研发

　　核心技术、关键技术，必须立足自己——这是同光晶体创立伊始确立的核心理念。在这一理念指引下，同光晶体从零起步，投入巨资，组建研发团队，自主研发搭建起生产系统。

　　然而，中间环节的打磨、关键设备的国产化、生产成本的掌控，每一步都很难。

　　在研发初期，由于技术团队对单晶生长工艺系统理解不深刻，再加上气路、水路等配套环境不匹配，试制的晶体在位错、应力、微管、空洞等多个指标上都不合格，每个指标的改进都异常艰难，要做上万次试验才能成功。

　　与技术上遭遇的困难相比，市场困境让同光晶体备受炙烤。由于技术超前，碳化硅材料在市场上的适用场景很少。直到2019年，同光晶体的主营业务收入仅为1000多万元。这导致同光晶体的大量研发投入难以快速产生经济效益。同光晶体副总经理王巍坦言：“企业创立后的前几年，我们一直在亏钱搞研发。”

　　经济上的困境并未改变同光晶体“以技术创新为本”的发展理念。自2012年成立以来，同光晶体始终保持高强度研发投入，到2019年底，先后投入研发资金已近2亿元。

　　在王巍看来，同光晶体今日的成果，除了国家政策的扶持、企业对国际半导体行业发展方向的把握外，离不开对核心技术创新研发的坚守和深耕。“材料领域是个厚积薄发的行业，十年磨一剑，慢工出细活。”王巍说，“得耐得住性子才能有更好的发展。”

　　亮剑：厚积薄发成为行业明星

　　砥砺耕耘，终有收获。

　　伴随5G时代的到来、电动汽车等相关行业的发展，碳化硅行业迎来快速发展的风口。同光晶体以其深厚的技术创新积累及人才储备，成为国内碳化硅行业的一颗明星。

　　早在2014年，同光晶体就设立院士工作站，成功引进中科院李树深、夏建白、郑厚植等半导体领域的院士和一批拥有博士、硕士学历的高层次技术人才。目前，同光晶体拥有一支40人的研发队伍，其中专职研发和试验人员30人，内部高级专家及博士5名，外聘专家7名，研发人数占到企业总人数的20%以上。

　　近年来，同光晶体先后承担国家863计划、国家重点研发计划、国家技术改造工程等重大国家专项，承担省级研究课题10余项，拥有专利70余项，其中发明专利15项，主持行业标准1项，企业标准2项。

　　在市场上，同光晶体将高品质碳化硅单晶衬底成功应用到我国5G基建建设中，彻底打破行业壁垒，填补国内市场空白，破解产业发展“卡脖子”问题。应用在5G基建等射频领域的4英寸高纯半绝缘型碳化硅单晶，同光晶体的产品各项技术指标均达到国际先进水平；应用在电力电子领域的直径6英寸N型碳化硅衬底，同光晶体取得关键工程化技术突破，达到车规级功率半导体芯片的应用标准，具备批量生产条件。2020年，同光晶体的市场规模激增超1亿元，成为碳化硅行业的明星企业之一。

　　然而，同光晶体并不满足。

　　他们把目光投向国际领先的行业巨头。“国内硅材料技术与国际领先技术尚有10至20年的差距，我们的对标企业是美国科瑞公司。同光晶体希望用5到10年的时间，核心技术达到甚至是领先于国际水平。”郑清超说。