（来源：黑龙江日报）

转自：黑龙江日报

□本报记者 薛婧

近日，黑龙江省工业和信息化厅公布2026年全省首台（套）产品认定结果，哈尔滨科友半导体产业装备与技术研究院有限公司（以下简称科友半导体）自主研发的兼容型碳化硅晶体生长装备成功入选。这台被业内称为“万能机”的设备，打破了传统碳化硅长晶炉“一尺寸一机型”“一种晶体一条产线”的行业局限，实现了在同一台设备上自由切换生长半绝缘型与导电型碳化硅晶体。在黑龙江省机械工程学会组织的科技成果评价中，专家一致认为：该装备具有自主知识产权，在兼容型碳化硅晶体生长装备方面整体达到国内领先水平。这意味着中国企业在全球第三代半导体核心装备领域，拿到了与国际巨头同台竞技的“入场券”。

一场被“卡脖子”逼出来的突围

时间回到2018年。彼时，高端碳化硅长晶设备及大尺寸衬底制造技术被少数国际巨头牢牢攥在手中，中国企业想进口6英寸碳化硅衬底，都得看国外厂商的脸色。曾在海外半导体企业担任高管的赵丽丽心里憋着一股劲儿——一定要回国，自己造。

“最开始我们别说做了，里面的结构都不懂，只能把它拆开来一点点学，一点点研究。”科友半导体技术总监回忆道。没有设备就自己造，没有技术就自己试，一次试验七八天，温度、气流差一丝全白费。赵丽丽坦言：“我们投入了大量的研发费用，能不心疼吗？但是关键技术这道坎跨不过去，中国半导体就只能在黑暗里摸索，永远受制于人。”

七年间企业研发投入逐年攀升，年度投入从数百万元增至 2025 年千万元级别，科友半导体累计研发投入近亿元。实验室角落里堆过小山似的报废晶体——那是赵丽丽和团队“烧”掉的真金白银。最难的时候，政府给予了最可靠的托举：列入省重点项目、国家大基金关注、研发扶持、人才引进……一步一个脚印。如今，科友已累计申请专利215项，授权99项，制定5项国家标准、2项SEMI标准、3项团体标准，从原料到设备到成品全链条打通。

一炉两用背后的技术攻坚战

兼容型设备的研发，绝非在传统设备上修修补补那么简单。科友半导体团队从底层架构重新设计，攻克了三大核心技术难关。

热场设计的“精准艺术”。碳化硅晶体生长需要在超过2300℃的高温、真空度优于8×10^-5mbar的极端环境下进行。导电型与半绝缘型晶体对温场、气流场的要求截然不同。团队利用有限元分析软件进行多物理场耦合仿真，反复迭代热场方案。从感应加热到电阻加热的技术路线迁移成为关键突破口——电阻加热采用多加热器独立控制，实现了径向温场均匀分布与轴向温度梯度精准可调。最终，科友团队找到了能够获得近平坦或微凸生长界面的最优热场方案，让两种晶体在同一台设备里都能“安稳生长”。

机械与控制的“精密协同”。大尺寸、高真空、超高温——设备机械结构设计必须满足最严苛的工业标准。团队完成了高精度水冷炉膛、大尺寸电极引入装置的设计，并开发了基于PLC的全自动控制系统。如今，先进设备已实现全流程自动化控制，通过多传感器融合实时采集温场、流场及气相组态数据，从“经验操作”升级为“一键启动”。

工艺验证的“闭环迭代”。设备造出来后，真正的考验才刚刚开始。团队设计了一套“设计—实验—检测—优化”的闭环研发流程。通过正交试验系统研究温度、压力、气氛等参数对晶体质量的影响，再根据检测结果反向优化热场与工艺。正是这种精益求精的迭代，让科友半导体不仅造出了设备，更让每一台下线的长晶炉都经过真实晶体生长的工艺验证。

功夫不负有心人。依托这台兼容型长晶装备，科友半导体成功制备出12英寸导电型与半绝缘型碳化硅晶体。12英寸衬底面积是8英寸的2.25倍，单片芯片产出量提升2.5倍，单位成本直降40%以上。12英寸碳化硅晶片的总厚度偏差控制在1.0μm及以下，局部平坦度控制在0.5μm及以下，表面粗糙度控制在0.2nm及以下——这些指标标志着科友在加工精度上已迈入国际先进行列。

一炉带动全产业链的“芯”变局

兼容型碳化硅晶体生长装备的价值，远超一台设备本身。

从“受制于人”到“自主可控”。长期以来，高端碳化硅长晶设备是制约我国第三代半导体产业发展的“卡脖子”环节。国外以Wolfspeed、Coherent为代表的龙头企业长期采用分型设备策略，导电型与半绝缘型生产线彼此独立运行。科友半导体的兼容型设备打破了这一格局——在同一热场条件下自由切换生长两种晶体，无需重复购置设备即可灵活响应多样化订单需求。这意味着在关乎国家能源安全的新一代智能电网、关乎国防安全的先进雷达与卫星通信、关乎信息基础设施安全的5G/6G通信等领域，我国拥有了稳定可靠的自主核心材料供应体系。

从“单点突破”到“生态构建”。科友半导体正从单一设备竞争转向生态链协同，构建起涵盖长晶设备、原料合成、籽晶粘接、晶体制备、衬底加工的全链条技术矩阵。公司计划今年交付10台设备、实现销售收入1950万元，明年扩大至20台、销售收入3900万元。科友半导体的目标不仅是做设备供应商，更要以装备为支点，撬动第三代半导体材料全产业链的协同发展。

哈尔滨拥有完备的工业体系和雄厚的装备制造能力。科友半导体自2018年落户哈尔滨新区以来，将老工业基地的精密加工能力、技术工人储备与新一代信息技术深度融合。12英寸碳化硅晶体在黑土地上破炉而出，当“东北芯”开始驱动新能源汽车驰骋、支撑5G通信畅通、助力智能电网高效运行，这片曾托举起新中国工业脊梁的黑土地，正以“芯”火之力续写新的传奇。

“12英寸就像一张入场券，我们能够与国际知名大客户——台积电、英飞凌坐在一起畅谈未来。”赵丽丽说，“我们不仅闯进了舞台，还要站到C位。得让全球半导体产业都知道，高端衬底的标准是我们中国企业立起来的。这片黑土地，就是梦开始的地方。”