近日，中国科学院党组公布了2023年中国科学院年度人物和年度团队名单，共有8个个人和团队获奖。其中物理所陈小龙研究员获得“年度创新人物”。
作为第三代半导体材料，碳化硅晶体是新能源汽车、光伏和 5G 通讯等急需的战略性半导体材料，是材料领域发展最快、国际竞争最激烈的方向之一。中国科学院物理研究所先进材料与结构分析实验室陈小龙研究员带领团队攻坚克难 20 余年，在国内最早开展成果转化，创建了国内第一家碳化硅晶体产业化公司，实现了我国碳化硅晶片产品从无到有，突破了国外对我国碳化硅晶体生长和加工技术的长期封锁，带动了我国碳化硅材料、器件和模块产业链的快速发展。
▲中国科学院物理研究所陈小龙研究员
自主创新，突破关键核心技术
至20世纪90年代末，只有美国等少数几个发达国家掌握 2 英寸晶体生长技术，应用于制造先进雷达、航空航天等，但对我国实施严格的技术封锁。自 1999 年以来，陈小龙带领团队从零开始，立足自主创新，开展碳化硅晶体制备的基础和应用基础研究。经过 20 多年的科研攻关，陈小龙攻克了晶体扩径这一公认的难题，稳定生长出高质量的 2~8 英寸碳化硅晶体，解决了产生相变、微管等致命缺陷的问题。陈小龙团队还发明了等面积多线切割技术，新型研磨液和抛光液，大幅降低了加工成本。团队在碳化硅晶体生长与加工技术方面获授权专利 29 项（国际发明专利 6 项）。
厚积薄发，从基础研究走向产业化
经过长期的基础研究阶段积累，2006 年，陈小龙在无经验可借鉴的情况下，创办了国内第一家碳化硅晶体产业化企业——北京天科合达半导体股份有限公司（简称“天科合达”），建立了完整的碳化硅晶片生产线。
在产业化过程中，陈小龙带领团队持续降低碳化硅晶体缺陷密度，提高晶体质量，产品各项技术指标均达国际先进水平。天科合达向国内 100 多家科研机构和企业批量供片，产品被应用于某重大工程型号中。近三年晶片累计销售 11.4 亿元，取得了良好的经济和社会效益。天科合达在导电型碳化硅衬底供应商中市场排名国内第一、国际第四，2022 年国际市场占有率在 12.8% 左右。
锲而不舍，力争取得新的突破
碳化硅晶体的国产化，满足了国家重大需求，带动了中车、国网、泰科天润等 20 余家国内企业进入下游器件、封装和模块产业，促使国内形成了完整的碳化硅半导体产业链，带动了我国宽禁带半导体产业的发展，使得我国的新能源汽车和光伏等产业进入世界前列。陈小龙因在碳化硅研究方面取得的突出成就而获得中国科学院科技促进发展奖和中国发明协会发明创业特等奖。
陈小龙研究员将带领团队继续专注于提高碳化硅晶体的质量，降低成本，实现 8 英寸碳化硅衬底规模化生产。几年前他已带领团队研发新的液相法碳化硅晶体生长技术，并在国际上首次生长出性能更加优异的立方碳化硅晶体，今后将向产业推广，为更稳定性和可靠性功率器件奠定坚实基础，力争为我国宽禁带半导体相关产业做出新的更大贡献！
▲中国科学院物理研究所陈小龙研究员
