當(dāng)前，光伏發(fā)電、電動機(jī)車、智能電網(wǎng)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)在全球蓬勃發(fā)展，在我國新能源產(chǎn)業(yè)被視為實現(xiàn)“藍(lán)天計劃”和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的支柱產(chǎn)業(yè)。而作為這些產(chǎn)業(yè)的“心臟”和“發(fā)動機(jī)”——用于能源產(chǎn)生、傳輸、使用的電力電子器件，近年來方興未艾，新技術(shù)、新器件不斷涌現(xiàn)，其中以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為代表的寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件因其工作電壓高，工作速度快、工作效率高，成為新一代半導(dǎo)體電力電子器件領(lǐng)域的寵兒受到追捧。

　　“寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件，被譽為帶動新能源革命的綠色能源器件，可謂‘高大上’?！比涨?，寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件國家重點實驗室主任柏松博士接受采訪時，對于這種“小”器件的大作用，他解釋說，“‘高’就是高壓、高效、高頻、高可靠；‘大’是指大功率；‘上’指的是比起硅基電力電子器件來說在應(yīng)用方面又上了新臺階?！?/p>

　　2000年左右，國內(nèi)開始寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件的研發(fā)工作，目前在碳化硅、氮化鎵電力電子器件的材料、器件及模塊等方面取得了長足進(jìn)步，研制的各類器件水平已達(dá)到了世界先進(jìn)水平，但在高端器件的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面與國際領(lǐng)先企業(yè)相比還有較大差距——新能源用核心電力電子器件仍依賴進(jìn)口，特別是高端芯片，這一現(xiàn)狀直接制約了國內(nèi)一些新能源高端產(chǎn)品的發(fā)展。因此快速推進(jìn)我國寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件自主研發(fā)非常迫切。

　　“要實現(xiàn)半導(dǎo)體核心電子器件自主、可控、安全，我們必須擺脫過去對國外跟蹤仿研、亦步亦趨的歷史，積極推動技術(shù)進(jìn)步，掌握半導(dǎo)體器件的核心技術(shù)，促進(jìn)節(jié)能增效?！卑厮烧f。

　　一步一個腳印，擔(dān)當(dāng)寬禁帶半導(dǎo)體國內(nèi)領(lǐng)跑者

　　中國電子科技集團(tuán)公司第五十五研究所（以下簡稱中國電科五十五所）是我國最早開展寬禁帶電力電子器件研發(fā)工作的單位之一，始建于1958年，主要從事固態(tài)功率器件和射頻微系統(tǒng)、光電顯示和探測等領(lǐng)域核心元器件的研制生產(chǎn)。在這里，曾誕生了國內(nèi)第一錠超純鍺單晶，第一只C波段振蕩管，第一塊砷化鎵MMIC低噪聲放大器，第一個S波段有源T/R組件，第一塊氮化鎵功率單片電路、第一只高壓大電流碳化硅晶體管開關(guān)器件。

　　“中國電科五十五所從上世紀(jì)90年代起，就跟蹤技術(shù)發(fā)展趨勢，開始了寬禁帶半導(dǎo)體的基礎(chǔ)理論研究和器件工藝開發(fā)?！?柏松介紹說，2000年初，五十五所自籌資金投入幾千萬元，建立了寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)研發(fā)平臺，組建了寬禁帶半導(dǎo)體研發(fā)團(tuán)隊，從經(jīng)費很少的基金課題開始做起，一步一個腳印，逐步成長為該領(lǐng)域國內(nèi)領(lǐng)跑者，建立了自主知識產(chǎn)權(quán)的理論和關(guān)鍵工藝技術(shù)能力，目前已具備理論分析、材料生長、器件模型、器件工藝以及模塊等完整的寬禁帶半導(dǎo)體電力電子技術(shù)研發(fā)及生產(chǎn)能力。

　　2015年，中國電科五十五所憑借其雄厚的技術(shù)實力、強(qiáng)大的研發(fā)生產(chǎn)能力、國內(nèi)一流的科研生產(chǎn)平臺、優(yōu)秀的人才團(tuán)隊等優(yōu)勢，申請的寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件國家重點實驗室在科技部第三批企業(yè)重點實驗室建設(shè)申報中成功立項。

　　“五十五所既是寬禁帶電力電子器件領(lǐng)域國家發(fā)改委技術(shù)改造支持的唯一一家單位，也是我國寬禁帶電力電子器件領(lǐng)域國家重大專項主體承擔(dān)單位?！卑厮烧f。

　　突破創(chuàng)新，留下專注目標(biāo)、精研技術(shù)精神烙印

　　萬事開頭難，在寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域的研究初期，從材料設(shè)計到外延生長、從器件工藝到模型仿真、從測試可靠性到應(yīng)用驗證，無不需要創(chuàng)新突破、無不需要攻堅克難。

　　面對寬禁帶半導(dǎo)體器件的眾多工藝難點，例如干法刻蝕、減薄、磨片拋光、通孔等，團(tuán)隊成員群策群力，收集大量的國內(nèi)外參考資料，開展定期技術(shù)交流和研討，進(jìn)行頭腦風(fēng)暴，經(jīng)歷了數(shù)不清的失敗。

　　“再接再厲、永不言棄，在時間和耐心上、在技術(shù)和創(chuàng)新上，我們經(jīng)受住了考驗，獲得了許多新思路、新想法?！卑厮烧f，而國家“863”“973”等重大項目的研制歷練更提升了團(tuán)隊的作戰(zhàn)能力，“專注目標(biāo)、精研技術(shù)成為我們的精神烙印，嫦娥精神、亮劍精神成為引領(lǐng)團(tuán)隊前進(jìn)的旗幟?！?/p>

　　在采訪中，柏松講述了這樣一個故事。在測試碳化硅器件從室溫到400℃直流特性變化這一過程中，實驗室沒有符合400℃高溫要求的設(shè)備，而專家組要求必須現(xiàn)場測試。

　　“團(tuán)隊成員集思廣益，經(jīng)歷了許多個日日夜夜，利用現(xiàn)有的多種加熱手段，配合熱電偶等測溫儀，自主搭建出了一臺高溫測試系統(tǒng)，成功解決了突發(fā)難題，現(xiàn)場演示得到了專家組的認(rèn)可?！卑厮烧J(rèn)為，正是這種特別能吃苦，特別能受累的精神，極大地鼓舞了團(tuán)隊的戰(zhàn)斗熱情，使團(tuán)隊在后面的工作中獲得了更大的收獲，在艱苦奮斗中走出了一條不屈不撓的創(chuàng)新成長之路。

　　實驗室建立以來，從材料到器件進(jìn)行了成體系的技術(shù)開發(fā)，并在后外延生長、高擊穿電壓器件工藝等方面取得了一批具有國際先進(jìn)水平的研究成果，如高質(zhì)量外延快速生長技術(shù)，通過生長技術(shù)創(chuàng)新，提高碳化硅外延生長速率，實現(xiàn)了100微米以上的快速外延；根據(jù)模擬仿真結(jié)果，精確控制了高溫退火過程，碳化硅的離子注入激活率達(dá)到90%以上；在高壓終端技術(shù)方向提出了一種新型不等間距復(fù)合終端保護(hù)環(huán)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了17500V的高壓碳化硅二極管器件；在此基礎(chǔ)上推動成果的快速轉(zhuǎn)化，推出了一批具有競爭力的產(chǎn)品。

　　面向未來需求，期待系統(tǒng)性突破、原創(chuàng)性成果

　　五十五所還積極參與國際交流，與德國、比利時等國外科研機(jī)構(gòu)長期合作，跟蹤技術(shù)發(fā)展；同時與國內(nèi)外眾多科研院所、企業(yè)建立了合作關(guān)系，如在單晶材料方面有中科院物理所、山東大學(xué)、中國電科46所，在器件模型和電路設(shè)計方面與西安電子科技大學(xué)、南京大學(xué)、浙江大學(xué)、東南大學(xué)、電子科技大學(xué)等，在應(yīng)用方面有中車集團(tuán)、國家電網(wǎng)公司等企業(yè)，提供技術(shù)服務(wù)和數(shù)據(jù)共享，發(fā)揮技術(shù)輻射作用。

　　“系列化、連續(xù)性、多樣化的緊密合作，不但能夠增強(qiáng)創(chuàng)新和跨界維度，而且也帶動了寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件技術(shù)鏈上下游的協(xié)同發(fā)展，增強(qiáng)重點實驗室研究平臺的凝聚力和影響力。”

　　柏松博士介紹，寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件實驗室下一步的重點是面向新能源、電動機(jī)車、智能電網(wǎng)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)對能源高效轉(zhuǎn)換核心電力電子器件的未來需求，致力自主開展應(yīng)用基礎(chǔ)和競爭前沿共性技術(shù)研究，攻克重大關(guān)鍵技術(shù)難題，引領(lǐng)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，打破國外技術(shù)壟斷，推動我國碳化硅和氮化鎵電力電子器件技術(shù)的快速發(fā)展，并加快實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化，帶動國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，為我國的新能源戰(zhàn)略的實施提供技術(shù)支撐，讓我國的新能源產(chǎn)品早日走向世界。

　　“預(yù)計到2020年，將形成國際主流的外延、器件和集成科研條件和技術(shù)開發(fā)能力，在材料、器件、系統(tǒng)研究方面取得系統(tǒng)性突破和原創(chuàng)性成果。”柏松說，同時依托五十五所電力電子產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，完成成果轉(zhuǎn)化3至5項，實現(xiàn)產(chǎn)值3至5億元，批量應(yīng)用于新能源等。