为庆祝北京大学建校125周年，帮助学院师生掌握行业前沿资讯，搭建院友与师生的沟通交流平台，北京大学材料科学与工程学院推出“材友堂”系列院友讲座。

5月29日下午，“材友堂”院友讲座第二讲在线上举行，深圳市重投天科半导体有限公司生产总监、材料科学与工程学院前沿工程博士生赵宁带来“第三代半导体SiC材料性质、制备、技术进展及产业化进展”主题报告，学院师生约50人参加活动，活动由学院刘磊研究员主持。

赵宁以应用第三代半导体的小米GaN充电器、莫桑钻和特斯拉Model 3三种产品，引出本次讲座的主题。他主要从半导体材料概述、第三代半导体SiC衬底产业及应用进展、制备技术进展、关键技术及机遇与挑战等五个方面进行分享。

赵宁首先带大家回顾了半导体衬底材料的发展进程。目前为止，半导体材料从发展应用与性能方面可以被划分为三代，即第一代单元素半导体材料，第二代化合物半导体材料和第三代宽禁带半导体材料。从第一代到第三代，虽然产业链基本相似，均由单晶制造、前道工艺和后道工艺三部分组成，但其材料、工艺、应用领域和应用场景都在不断变化与扩展。从技术上讲，提高材料的性能和生产技术水平仍然是目前研究的重要课题。

随后，赵宁详细介绍了第三代半导体SiC的相关进展及关键技术。SiC具有高击穿电场、高饱和电子漂移率和高热导率的性能优势，适用于高温、高压、高频领域。这些特性可以降低器件导通电阻，无拖尾电流，减小系统体积，从而能够大大降低能耗。目前主要有导电型和半绝缘型两种SiC单晶衬底，在光伏、轨道交通、新能源汽车等众多领域具有广阔的应用前景。SiC材料作为重要基础材料，其发展也得到许多有利于第三半导体发展的政策支持。目前，SiC材料的产业链已基本形成，逐步成为落实双碳战略目标的基础保障。

在制备技术方面，赵宁介绍了SiC单晶生长工艺及衬底加工工艺。SiC晶体结构较为复杂，目前已发现晶体结构达200多种，主要采用PVT法制备单晶，但具有良率低、产量低的难点。赵宁还介绍了SiC单晶衬底制备过程中的单晶炉装备制造技术、多型控制技术、包裹物缺陷控制、平面六方空洞控制技术及8英寸SiC衬底制备技术等关键技术。

同时赵宁与大家分享了我国第三代半导体材料所面临的机遇与挑战。与集成电路相比，第三代半导体投资门槛不高，对工艺尺寸线宽、设计复杂度、装备精密制造要求相对低；全球最大市场已启动，应用需求可以驱动技术创新；我国已有20年技术储备，国际半导体产业和装备巨头尚未形成专利、标准和规模的垄断，与国际先进水平差距不大。但是同样也存在诸多挑战，国际政治和经济环境急剧变化，部分核心材料和设备进口受阻，设备涨价，投资分散，衬底良率低，导致整个产业链成本高，导致下游市场提升进展慢。

最后，赵宁回顾了天科合达公司的发展历程和取得的成就，其导电型衬底目前国内市场占有率第一，年销售额增长速度远超行业平均水平，同时赵宁详细介绍了天科合达公司的未来发展规划。

报告结束后，赵宁与参会师生就第三代半导体材料制备技术中的工艺问题、产业发展面临的挑战等问题进行了深入交流。他表示，第三代半导体材料是我们国家可持续发展的关键，目前要突破材料、器件和工艺技术瓶颈，我们还需要不断地大力研发新技术、新装备，聚焦重大应用方向，让第三代半导体材料给我国带来新的机遇与发展。

讲座结束后，参加讲座的师生们纷纷表示收获颇丰，进一步加深了对第三代半导体材料及其产业发展的认识和理解，拓展了对相关领域最新技术、前沿发展趋势和研究热点的了解。