新能源汽車、智能電網(wǎng)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。作為這些產(chǎn)業(yè)的“心臟”和“發(fā)動(dòng)機(jī)”——用于能源產(chǎn)生、傳輸、使用的芯片更是市場(chǎng)追逐的寵兒。在南京市江寧區(qū)，依托中國電子科技集團(tuán)公司第55研究所建設(shè)的寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，利用新一代碳化硅、氮化鎵等材料，在不到一毫米厚的芯片上做文章，為奔跑的電子設(shè)計(jì)性價(jià)比最高的“高速公路”。

比起傳統(tǒng)以硅為原材料的電子器件，寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件被譽(yù)為帶動(dòng)新能源革命的綠色能源器件，功率密度更大，效率更高。全球芯片市場(chǎng)數(shù)千億美元，但高端核心芯片的技術(shù)掌握在其他國家。2000年左右，我國開始寬禁帶半導(dǎo)體電力電子器件的研發(fā)工作。55所科技處韓春林說，這幾年，55所投入數(shù)億元全力打造這個(gè)國家實(shí)驗(yàn)室，就是為了在下一個(gè)10年占據(jù)電子元器件的技術(shù)高點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)室主任柏松就是當(dāng)時(shí)被55所從美國“挖”回來的專業(yè)人才。

進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室大樓之前，記者被要求“全副武裝”地穿上工作服、帽子、鞋套和口罩。“你這還只是在走廊上參觀，如果進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部，全身上下一點(diǎn)都不能露出來。任何細(xì)小的灰塵都會(huì)影響芯片制造的精準(zhǔn)度。在這里，一立方米的空間里，1/30頭發(fā)絲粗細(xì)的顆粒物不超過10個(gè)。”柏松帶著記者參觀時(shí)介紹，僅這數(shù)千平方米的實(shí)驗(yàn)室，里面的設(shè)備就價(jià)值10多億元。比如光刻機(jī)，專門負(fù)責(zé)把專家們?cè)O(shè)計(jì)好的高速公路建造在芯片表面。而一臺(tái)光刻機(jī)的價(jià)格就高達(dá)數(shù)千萬元。

“所有電能的傳輸都依靠電子在芯片中的跑動(dòng)。我們就是要在這個(gè)薄薄的芯片上造高速公路，既要路線設(shè)計(jì)科學(xué)，又要路面光滑平整，讓電子該走的路快速通過，不該走的路一點(diǎn)都不能通過。”柏松向記者展示了手指甲蓋大小的芯片。在這個(gè)不到一毫米厚的芯片上設(shè)計(jì)電子奔跑路線，可是個(gè)功夫活，涉及到數(shù)百個(gè)參數(shù)和工序。柏松研究怎么設(shè)計(jì)這個(gè)高速公路已經(jīng)有20多年了，從零基礎(chǔ)起步，如今，他領(lǐng)銜的這個(gè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成為該領(lǐng)域的國內(nèi)領(lǐng)跑者，建立了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的理論和關(guān)鍵工藝技術(shù)能力。

最近，實(shí)驗(yàn)室正和國家電網(wǎng)、中車集團(tuán)等單位合作，將最新研發(fā)的芯片試點(diǎn)應(yīng)用。未來實(shí)驗(yàn)室將建成世界一流的高端人才聚集地和世界級(jí)科研成果孵化平臺(tái)，讓我國新能源產(chǎn)品早日走向世界。