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​碳化硅展翅腾飞 无限想象在未来

2019/7/22 9:44:54      材料来源:化合物半导体

第二届亚太碳化硅及相关材料国际会议特别报道

 

随着传统的硅半导体工艺尺寸的不断缩小,逐渐接近其物理学上的极限,半导体业界正在不断积极探索新的技术发展路线,包括新材料、新工艺、新的器件结构和系统设计……在此背景下,化合物半导体技术近几年快速发展。特别是在5G通信、人工智能、物联网、自动驾驶、电动汽车等新兴领域的推动下,近年来,以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料已经受到业界的极大关注。

 

2019年7月17-20日,第二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 2019))在北京世纪金源大饭店隆重召开,超过550名来自全球化合物半导体业界的专业人士,包括瑞士、美国、日本、瑞典、德国、韩国、中国台湾等十余个国家或地区代表参加了会议。

 

 

APCSCRM 2019会议会场

 

APCSCRM 2019会议由中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟、SEMI国际半导体产业协会、中国科学院物理所和中国晶体学会联合主办。APCSCRM 2019会议主题包括:宽禁带半导体材料生长与外延技术;宽禁带半导体器件及测试分析技术;宽禁带半导体器件封装模块、系统解决方案及应用;半导体产业标准化及EHS发展。

 

APCSCRM 2019大会主席,北京天科合达半导体股份有限公司首席科学家、中国科学院物理研究所陈小龙教授介绍:APCSCRM是亚太地区关于碳化硅等宽禁带半导体相关材料、器件的产业与学术并重的一个高水平研讨会。会议围绕宽禁带半导体材料生长技术、材料结构与物性、光电子和电子器件研发以及相关设备研发和半导体技术、产业及标准化发展等领域开展广泛交流,促进产学研的相互合作和交流。

 

APCSCRM 2019大会主席陈小龙教授主持会议

 

“近年来,碳化硅等宽禁带半导体已成为全球高技术领域竞争的战略制高点之一,是国际半导体及材料领域研究和发展的重点。在光伏逆变器、新能源汽车和5G通信应用牵引下,宽禁带半导体正逐步形成规模巨大的产业。为了推动亚太地区碳化硅等宽禁带半导体产业与学术的发展,加强交流与协同创新,中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟和中科院物理研究所从2018年开始发起并成功主办了亚太碳化硅及相关材料国际会议。”陈小龙教授说。

 

APCSCRM 2019会议内容丰富全面,近70个报告涉及了宽禁带半导体从材料外延生长、器件制造、封装测试、系统应用及标准建设等各方面,广泛交流化合物半导体的最新技术发展,并探讨整个产业链的完善与合作。

 

7月17日,会议第一天,在北京世纪金源大饭店金祥厅会进行了APCSCRM2019暖场会议——“宽禁带半导体技术与产业发展高峰对话”,来自业界前沿的专家和代表们对目前宽禁带半导体技术产业发展的现状与未来进行了深度探讨。到场的专家认为:目前宽禁带半导体技术正处于一个高速发展期,中国在这个方面进步很快,宽禁带半导体技术在理论研究及商业应用也已经趋向成熟。

 

 

三菱电机公司首席科学家Gourab MAJUMDAR博士做报告

 

APCSCRM2019会议邀请了日本三菱电机公司首席科学家Gourab MAJUMDAR博士来做报告,Gourab MAJUMDAR介绍了宽禁带半导体材料及器件的研究进展,以及APCSCRM国际会议对其将产生的影响。Gourab MAJUMDAR 表示:“随着气候变化成为一个至关重要的全球性问题,电力电子和功率器件在应对电力和能源转换和存储挑战方面的作用受到了广泛关注。在电力电子应用中,与系统设计相关的功率密度因子在过去二十年中得到了显著提高。这一增长的主要贡献来自及时开发更新的电力设备,这些设备是通过IGBT等电力芯片技术、封装结构和功能集成概念的多维重大突破而实现的。近几十年来,在各种应用需求的驱动下,IGBT和智能电源模块(IPM)历经几十年的发展,已广泛应用于工业电机控制、家用电器、铁路牵引、汽车动力总成电子、风车、太阳能发电系统等各种电力电子设备中。在宽禁带功率器件方面也取得了很高的研发成果,特别是利用SiC作为未来电力电子的基础半导体材料。”

 

 

SEMI中国区总裁居龙先生做报告

 

SEMI中国区总裁居龙先生介绍了全球半导体产业的新变局新形势,他分析了全球半导体行业的现状,并预计全球半导体行业将经历另一个扩张周期,其动力来自新的智能应用终端市场,以及人工智能、机器学习和5G等新核心技术领域的增长机遇。

 

意法半导体公司市场战略总监(瑞士) Filippo DIGIOVANNI先生的报告题目是:当今市场中的功率宽频带半导体解决方案。他认为:当前,制造业正努力应对日益增长的电力需求,这也导致大家对于更高效的能源转换解决方案的追求,同时可以为汽车行业带来更广泛的电动交通变革。电动汽车的发展,无论是电池混合动力车(BEV),还是轻度混合动力车(MHV)等,已经开始从概念转向预期的大规模生产。在此背景下,宽禁带功率半导体器件,包括碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN),可以通过在任何功率转换过程中削减功率损耗来降低能耗,从而在降低能耗方面做出显著贡献。

 

Alpha and Omega Semiconductors公司张清纯教授(美国) 的报告题目是:SiC和GaN功率器件的设计、商业化和应用。他介绍了其公司开发的SiC MOSFET和GaN HEMT功率器件的进展和重要成就。他表示; 功率半导体器件是决定电力电子系统能量调节效率、尺寸和成本的重要元件。功率器件的进步使电力电子产品发生了革命性的变化,而今天的市场也为不同的应用提供了各种器件。尽管有了这些进步,Si功率器件的性能已经接近极限。像碳化硅和氮化镓这样的宽禁带半导体材料由于其可以使功率器件在更高的效率、更高的功率密度和更高的温度下工作,而引起人们广泛的关注。目前,宽禁带功率器件,尤其是SiC功率MOSFET在电力电子领域得到广泛应用的主要障碍是与硅器件相比损耗高。

 

 

碳化硅行业将持续强劲增长

 

面对2018年以SiC和GaN为代表的宽禁带半导体电力电子领域4.4亿美元的市场规模,看着国内SiC和GaN电力电子器件市场未来五年38% 的复合增速,我们不禁感叹——

宽禁带半导体产业未来的投资机会在哪里?

宽禁带半导体技术瓶颈有哪些?

SiC和GaN谁的前景更广阔?

Ga2O3会异军突起吗?

终极半导体金刚石何时实现应用?

......

 

围绕这些问题,业内知名企业家、顶级技术大咖和专家学者,在APCSCRM2019会议上共同探讨了宽禁带半导体的技术与产业的发展趋势,分享当前宽禁带半导体技术研究及产业发展现状,探寻宽禁带半导体技术与产业未来发展趋势和投资机会。

 

碳化硅功率器件具有耐高压、耐高温、切换速度快,可降低电力传输或转换时能量损耗等优点,已成为太阳能、电动汽车及充电基础设施建设、智能电网等领域关注的新兴产品。据行业市场研究机构预计,未来10年,全球碳化硅功率半导体市场规模将大增10倍左右,2018年市场规模不足4亿美元,到2030年全球碳化硅市场规模有望达到45亿美元以上,主要推动力来自电动汽车、电力电子和光伏逆变器等应用市场的增长。

 

透过这几天热烈的APCSCRM2019会议,我们深深感受到了业界对于碳化硅功率半导体的热切期望,期望它们的先进特性及诸多优势能够尽早在电力电子等领域发挥作用,相信在不远的未来碳化硅功率半导体一定会带给我们满意的答案。

 

 


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