匯聚青年科技工作者的科創力量，展現科技創新成果背後的科研歷程，講述首都青年科技工作者的創新故事。新一季《小家大事》向“新”而行，乘風啟航。

《小家大事》欄目由北京市科學技術協會和新華網聯合出品，本期將走近2022年北京市科協“卓越工程師”成長計劃項目入選人、北京天合達半導體股份有限公司研發總監郭鈺，講述她秉持匠心精神研發第三代半導體碳化硅材料的故事。

郭鈺，2022年北京市科協“卓越工程師”成長計劃項目入選人、北京天合達半導體股份有限公司研發總監，從事第三代半導體碳化硅材料研發工作。目前，郭鈺和團隊已經研發出8英寸碳化硅單晶襯底。

數年沉澱

踐行學以致用的初心。碳化硅是第三代半導體材料，與第一代材料和第二代材料相比，具有禁帶寬、散熱好等優良性能，同時，它的功率轉換效率高，是一種節能材料。十幾年前，碳化硅製備生産技術仍相對薄弱，也是在那時，郭鈺與它“相遇”了。求學期間，郭鈺在中國科學院物理研究所研究員陳小龍團隊參與碳化硅材料的研發工作。在陳老師帶領下，該團隊針對研發過程中遇到的難題，每天開工藝分析研討會，思考解決方法，探索創新性技術。2008年，從中國科學院物理研究所畢業的郭鈺選擇從事碳化硅材料的研發工作。她從業的初心就是希望用所學知識解決實際問題，從理論到實際，郭鈺説，“我慶幸自己從事碳化硅材料的研發工作，我付出的努力得到市場正向反饋，從中獲得了巨大的成就感。”在2008年到2016年的8年間，由於市場下游驗證的長期缺失，郭鈺和團隊經歷了最艱難的一段時期，“在當時艱難探索、技術求真求實的環境下，大家團結一致前行，對未來充滿信心。回想解決問題的每一個日夜，我仍感覺幸福。”

製備全流程技術攻關

從研發到産業化。碳化硅襯底是碳化硅晶體經過多重工序加工形成的單晶薄片，其製備流程包括晶體生長、加工、表面處理等多項操作。每一個環節都有技術難題需要解決。在晶體生長環節，由於碳化硅有200多種晶型，且生長方式為氣相方法，在眾多晶型中找到“理想”的晶型十分困難。郭鈺和團隊通過不斷探索、試錯，終於成功製備出4H晶型碳化硅。在碳化硅襯底産業化過程中，郭鈺和團隊從晶體切割、研磨、拋光到清洗的每一個環節都逐一攻克難題，實現晶體零劃痕和微米級面型。

傳承與攻關。由於碳化硅製備流程長，每道工藝都需要進行檢測，因此，郭鈺將課題任務進行分解，同時，將團隊成員分成橫向和縱向兩個小組，由橫向小組解決流程從前端至後端出現的問題，提高産品質量，由縱向小組深入探討問題背後的機理和解決路徑。“通過反復研討、溝通、協調，直至解決問題，團隊青年工程師能夠獲得成長。”郭鈺&&，這是對陳老師過去教導方式的傳承，每個問題詳細研討，對實施完成後的正向經驗和反向教訓進行思索，逐步解決問題。郭鈺帶領團隊一直踐行這套“方法論”，攻克碳化硅製備工藝創新路上的重重難關。

綠色未來

節能減排的新材料。第三代半導體碳化硅材料離我們生活並不遙遠。電動汽車、5G通信、高鐵、遠距離輸電…碳化硅的應用“足跡”遍佈社會生活的多方面。它同時是一種“綠色”材料，將碳化硅應用在電動汽車上，可以實現更長行駛里程和更少電損耗。“發展電動汽車離不開碳化硅材料開發工藝的成熟。”《工業和信息化部等七部門關於推動未來産業創新發展的實施意見》指出，發展高性能碳纖維、先進半導體等關鍵戰略材料。碳化硅，作為綠色發展的一粒“種子”，正等待更多科技工作者澆築，生根發芽，生生不息。

郭鈺説，經過16年技術攻關，她和團隊在碳化硅材料研發道路上初見曙光，但未來還有很長的路要走。“通過多年技術積累，我們已經站在一個相對高的水平。經過我們這代人及下一代人持續努力，這項技術很快將迎來新的‘高峰’。”作為從事這項技術的科技工作者，郭鈺也將譜寫與碳化硅材料的新故事。

工程師是推動工程科技造福人類、創造未來的重要力量。北京市科協“卓越工程師”成長計劃重點培育面向北京國際科技創新中心建設的關鍵領域和重點産業急需緊缺的卓越工程師人才，為工程師提供交流發展的&&，助力首都工程師成長成才。