【会场回顾--主旨报告】第六届亚太碳化硅及相关材料国际会议（APCSCRM 2025）

2025年11月27日，第六届亚太碳化硅及相关材料国际会议（Asia-Pacific Conference on Silicon Carbide and Related Materials，APCSCRM 2025）在郑州中原国际会展中心会议中心隆重闭幕。

本届会议由中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟与中国科学院物理研究所共同主办，北京天科合达半导体股份有限公司、河南联合精密材料股份有限公司、郑州航空港经济综合实验区科技工信局联合承办，并得到郑州航空港经济综合实验区管理委员会、河南省人民政府驻北京办事处及河南省半导体行业协会的大力支持。大会以"芯联新世界，智启源未来（Wide Bandgap, Wider Future）"为主题，深入探讨了宽禁带半导体（SiC、GaN、Ga₂O₃、AlN及金刚石等）材料、器件及前沿应用的最新进展，成功吸引了海内外800余位专家学者与企业代表，以及近400家行业机构的广泛参与，与会代表通过深入交流研讨，在技术突破、产业协同与创新发展等方面取得丰硕成果，为大会画上圆满句号。

2025年11月26日至27日，本届会议的主旨报告环节汇聚了来自全球的13位顶尖专家。报告专家阵容涵盖了中国、日本、意大利等多个国家，包括中国科学院、知名高校、国家级科研平台、行业领军企业及产业链关键企业的杰出代表。各位专家围绕宽禁带半导体材料与器件技术的前沿发展与产业趋势，分别从半导体晶体生长与材料制备、功率器件研发与应用、产业技术突破与挑战等多个核心维度，分享了最新研究成果与行业洞见。报告环节学术与产业并重，理论与实践结合，在现场引发了热烈讨论，有效促进了产学研各界之间的深度交流与思想碰撞。

中国科学院物理研究所研究员；北京天科合达半导体股份有限公司首席科学家 陈小龙 主持

刘国友 教授级高级工程师，中车科学家，功率半导体与集成技术全国重点实验室副主任

演讲主题：《功率半导体器件技术的发展与应用》

报告摘要：

报告介绍了功率半导体器件技术的发展历程、关键技术现状与未来演进方向。报告首先概述了功率半导体在电能转换与传输中的核心作用，并梳理了从晶闸管、IGBT到碳化硅器件的技术发展路径。在关键技术方面，报告重点阐述了硅基IGBT通过精细沟槽、超薄片与载流子存储等技术的持续进步，以及碳化硅器件从平面结构向精细沟槽结构的代际演进，其比导通电阻已降至2.5mΩ·cm2。同时，报告也指出了碳化硅在薄片化、栅氧界面质量及高温封装等方面面临的挑战。展望未来，报告认为新材料应用、芯片新结构设计以及集成化与智能化封装将是关键突破方向，需着力开发适应碳化硅器件高温工作特性的封装材料与三维集成技术，以持续提升器件的功率密度、可靠性与智能化水平。

徐科 江苏第三代半导体研究院 院长；中科院苏州纳米所 研究员、博士生导师；苏州纳维科技有限公司 董事长

演讲主题：《氮化镓单晶生长生长与同质外延技术进展》

报告摘要：

报告介绍了氮化镓单晶材料生长及其同质外延技术的最新研究进展。报告阐述了通过氢化物气相外延等方法，围绕降低位错密度这一核心目标，深入研究了氮化镓晶体中各类缺陷的滑移机制与应力演化规律，并建立了相应的理论与实验调控方法。基于此，团队成功实现了位错密度低至106/cm2量级的高质量氮化镓单晶衬底制备，并展示了在2英寸、4英寸及6英寸衬底上的技术进展。报告进一步指出，高质量的同质外延氮化镓材料在多个前沿应用领域展现出巨大潜力：在光电子方面，它能显著提升激光器的寿命与效率，并改善Micro LED芯片波长的一致性与调制带宽；在功率电子领域，则为制备高迁移率漂移层与高性能晶体管器件奠定了基础。这些成果为氮化镓半导体在光电子与功率电子融合发展的未来趋势中提供了关键的材料支撑。

齐红基 杭州富加镓业科技有限公司 董事长；杭州光学精密机械研究所 所长

演讲主题：《打通氧化镓科研到产业的通道——从有无到有用》

报告摘要：

报告介绍了氧化镓超宽禁带半导体材料从科研探索迈向产业化应用的发展路径与关键进展以及其研究团队在材料以及外延和器件制备上取得的一系列突破。目前，富加镓业已经实现6英寸单晶衬底的稳定制备，并通过开发垂直布里奇曼法等新工艺持续降低成本；薄膜迁移率已突破200 cm2/V·s，基于此制备的肖特基二极管性能达到国际领先水平。会上，富加镓业重磅发布6英寸氧化镓垂直型SBD晶圆，该晶圆包括芯片尺寸有四种，分别为3.0×3.0mm2、1.0×1.0mm2、0.5×0.5mm2及φ0.1mm，流片过程中采用了行业常见的3mm边缘工艺边，同时预留切割道用于后续芯片切割。

唐为华 苏州镓和半导体有限公司 董事长; 南京邮电大学 教授 主持

刘春俊 北京天科合达半导体股份有限公司 董事，副总经理，技术总监

演讲主题：《8、12英寸碳化硅材料研发和产业进展》

报告摘要：

报告介绍了天科合达公司在八英寸及十二英寸碳化硅衬底材料研发与产业化方面取得的关键进展。报告指出，碳化硅凭借其优异的性能，在电动汽车高压平台、射频器件等成熟应用之外，正快速拓展至先进封装散热中介层与AR眼镜光波导等新兴领域。为应对市场对更大尺寸、更低成本衬底的需求，公司攻克了从六英寸到八英寸乃至十二英寸晶体生长中的核心挑战，包括位错等微观缺陷的有效抑制、生长应力的优化调控，并在350μm薄型衬底上实现了高质量的加工与低翘曲控制。同时，配套的八英寸外延技术已实现量产，在厚度与掺杂均匀性以及缺陷控制方面达到先进水平，并成功开发出低电阻率衬底产品。目前国内碳化硅产业链已趋完整，公司在全球市场占据重要份额。未来产业发展的重点将继续围绕进一步提升材料质量、降低综合成本，以强化碳化硅相较于传统硅材料的性价比优势。

Yano Hiroshi 筑波大学 教授

演讲主题：《栅极交流驱动下碳化硅MOSFET的阈值电压不稳定性研究》

报告摘要：

报告介绍了针对碳化硅MOSFET在交流栅极驱动下，特别是在施加较大负栅压时出现的阈值电压永久性正向漂移这一可靠性难题的机理研究。该研究发现，在双极性交流应力条件下，沟道界面处缺陷俘获的空穴与反型层电子发生复合，其释放的光子能量会辅助电子注入至栅氧化层中，随后被氧化层内的陷阱捕获，从而导致阈值电压发生正向漂移。研究通过电学测量与光发射谱分析相结合的方法，证实沟槽型MOSFET由于具有更小的导带偏移及更显著的高能光子发射，其阈值电压漂移程度远大于平面型器件。这一“光子辅助电子注入”模型不仅解释了阈值电压漂移对栅压极性、器件结构及应力频率的依赖性，也揭示了该现象在碳化硅乃至其他宽禁带半导体功率器件中具有普遍性，为未来提升器件可靠性提供了关键理论依据。

Fausto Stella 都灵理工大学 终身研究员

演讲主题：《面向未来电动交通的可靠、高功率密度、高效宽禁带逆变器及其状态监测与寿命预测》

报告摘要：

报告介绍了面向未来电动交通的高可靠、高功率密度宽禁带逆变器及其先进状态监测与寿命预测技术。研究聚焦于碳化硅与氮化镓功率器件在牵引逆变器中应用时面临的高电热应力与可靠性挑战，开发了一套集成于逆变器的实时健康状态评估系统。该系统通过创新的电路设计与自校准流程，能够在线精确估算功率MOSFET及反并联二极管的结温，并利用器件导通电阻的变化趋势来预测其剩余寿命。同时，报告提出了一种低成本、高精度的直流链路薄膜电容器健康状态监测方法。基于这些诊断与预测，研究进一步展示了通过主动控制策略（如共模电压注入）来重新分配开关损耗、抑制热循环，从而显著延长功率半导体寿命。相关工作已通过高功率密度碳化硅逆变器原型进行了验证，为提升未来电动汽车电驱动系统的可靠性与可维护性提供了关键技术支撑。

王森 河南联合精密材料股份有限公司 技术总监

演讲主题：《碳化硅衬底的切磨抛整体解决方案》

报告摘要：

报告介绍了碳化硅衬底切、磨、抛加工环节的整体解决方案与技术发展趋势。报告详细分析了切片环节的金刚石砂浆线切割与激光切割，双面研磨环节的单晶金刚石液-铸铁盘方案与团聚金刚石液-树脂垫方案，以及精磨抛光环节的类多晶/团聚金刚石液与纳米金刚石抛光液等不同技术路径，并对比了其加工原理、表面形貌、应力控制及成本优劣。报告重点阐述了各类金刚石磨料如单晶、多晶、类多晶、团聚及纳米金刚石的特性与其在相应工序中的关键作用，指出砂浆切割与单晶金刚石研磨因其“三体滚动”机制有利于控制晶片翘曲。同时，报告提及了精磨专用金刚石微粉对改善崩边划痕的价值，以及纳米金刚石抛光液的环保优势与当前挑战。最后，报告展望了激光切割与砂轮加工在大尺寸晶圆制造中潜力增大的趋势，并简要介绍了联合精密公司在相关领域的技术积累与标准化贡献。

张峰 厦门大学 教授 主持

陶绪堂 山东大学 教授

演讲主题：《超宽禁带半导体氧化镓及镓基尖晶石晶体》

报告摘要：

报告介绍了超宽禁带半导体氧化镓及镓基尖晶石晶体的研究进展与面临的核心挑战。报告指出，氧化镓虽具有优异的材料性能，但其单斜晶系导致强烈的各向异性，且目前提拉、导模、下降等多种生长方法并行，主流技术路线尚未定型。氧化镓晶体中存在氧空位、孪晶、位错等多种缺陷，真实缺陷密度的评估与控制是产业化关键。此外，p型掺杂难以实现、市场应用赛道不够清晰也是其重大挑战。报告同时探讨了镓基尖晶石特别是立方晶系的镓酸锌作为一种潜在替代材料，其各向同性、易于加工以及在较高载流子浓度下仍保持良好迁移率的优势。然而，镓酸锌晶体因其组分易挥发而难以用熔体法生长。报告最后强调，需对氧化镓材料进行更细致深入的研究，并探索如镓酸锌等新材料体系及其生长方法，以推动超宽禁带半导体的实际应用。

杨霏 国家电网，中国电力科学研究院 副总工程师

演讲主题：《电力系统用高压碳化硅器件结构形式分析》

报告摘要：

报告介绍了在能源转型与新型电力系统建设背景下，高压碳化硅功率器件在柔性直流输电、远海风电及电力电子变压器等关键装备中的应用需求与技术挑战。报告分析了电网对高电压、大电流器件的迫切需求，指出碳化硅器件能大幅减少柔直换流阀等装备中串联器件数量，提升功率密度。报告比较了MOSFET、IGBT与GTO等不同器件结构在高压领域的适用性，指出高压MOSFET面临比导通电阻随电压急剧增大、阈值电压长期稳定性等限制，而双极型器件如IGBT虽有利于实现高电压大电流，却受制于P型衬底制备困难与基平面位错等材料缺陷。报告进一步总结了器件需满足短路耐受、高可靠性等严苛要求，并展示了国内在10kV级MOSFET与万伏级IGBT研发上取得的重要进展。最后强调，突破P型衬底质量、缺陷控制等核心技术是推动高压碳化硅器件在电力系统中规模化应用的关键。

陈立烽 英飞凌 高级技术总监

演讲主题：《碳化硅功率器件发展和系统应用》

报告摘要：

报告介绍了碳化硅功率器件从技术演进、封装创新到系统级应用协同设计的整体发展路径。报告指出，碳化硅器件技术正从平面结构向沟槽型及超级结等更先进结构持续迭代，核心目标在于不断降低损耗并提升可靠性。封装技术是充分发挥碳化硅性能优势的关键，顶部散热与嵌入式封装等方案能显著改善热管理、降低杂散电感，从而提升功率密度与系统可靠性。在系统应用层面，器件的定义需紧密结合具体应用场景，例如在电动汽车主驱中采用硅IGBT与碳化硅MOSFET的融合方案以兼顾全工况效率，以及针对特定拓扑优化推出400V等非传统电压等级的器件。报告最后强调，要真正用好碳化硅，必须在驱动电路设计、死区时间优化及器件并联等应用细节上进行精细考量，通过系统级的协同设计才能最大化发挥其性能潜力。

江浩庆 河南省科学院特聘研究员 激光制造研究所所长 主持

张瓦利 甬江实验室 研究员

演讲主题：《面向AR/VR应用的SiC衍射光学器件制备关键技术与工艺挑战》

报告摘要：

报告介绍了面向AR/VR应用的碳化硅衍射光学器件制备的关键技术与核心工艺挑战。报告阐述了碳化硅凭借其极高的折射率，在实现AR眼镜大视角、消除彩虹纹及辅助散热等方面的显著优势，使其成为新一代光波导的理想材料。在制备技术上，报告详细分析了基于半导体工艺的完整流程，重点探讨了纳米压印与深紫外光刻两种图形化方案所面临的大面积拼接对准、侧壁粗糙度控制等共性挑战。针对碳化硅材料硬度极高、化学性质稳定的特性，报告深入剖析了干法刻蚀这一核心难点，指出必须采用高密度等离子体设备并结合优化后的硬掩模工艺，才能实现陡直、低粗糙度的光栅结构刻蚀，而倾斜光栅的制备则需依赖反应离子束刻蚀等更特殊的工艺。报告最后指出，国内光学级碳化硅衬底材料质量已取得显著进步，但如何通过整套工艺包的优化与量产来降低最终器件成本，仍是产业化的关键挑战。

Hiroshi Kawarada 早稻田大学 教授

演讲主题：《基于氧化硅端接沟道的金刚石MOSFET》

报告摘要：

报告介绍了基于氧化硅终端沟道的金刚石MOSFET器件研究，旨在解决传统碳氢终端器件阈值电压高、难以实现常关态及稳定性不足的问题。通过开发碳-硅-氧表面终端结构，将电子亲和势调整至约-0.2eV，成功将p型MOSFET的阈值电压降低至约-5V，实现了常关操作，同时沟道空穴迁移率保持在150 cm2/V·s以上。研究采用原子层沉积及高温退火等工艺，在金刚石表面形成稳定的氧化硅界面层，该结构与现有硅或碳化硅MOSFET工艺具备良好兼容性。报告展示了该器件在横向与纵向结构中的电学性能，包括较高的电流密度与良好的阈值电压可控性。这项工作为开发高性能金刚石功率器件，特别是用于互补型功率逆变器等电路，提供了重要的表面工程解决方案。

单崇新 郑州大学 副校长、教授

演讲主题：《金刚石中的光电效应和光电器件》

报告摘要：

报告介绍了金刚石材料在光电效应与新型光电器件方面的基础研究与应用探索。报告阐述了金刚石作为超宽禁带半导体的优异光电特性，重点揭示了其独特的“负光电导”现象，即光照下电导率非升反降的反常效应。研究发现该现象源于纳米金刚石表面吸附水分子对导电通道的调制作用，光照导致水分子脱附从而阻断了离子迁移路径。基于这一新物理机理，团队成功开发出高灵敏度湿度传感器，并将其应用于呼吸状态监测及非接触式信号传输等创新场景。此外，报告也概述了利用激光诱导表面石墨化制备紫外光电探测器，并演示了其在成像与保密通信中的潜力。这些工作依托河南省金刚石产业的显著优势，致力于将前沿科学发现转化为实用器件，展现了金刚石半导体在光电传感与探测领域的广阔应用前景。