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厦企发力第三代半导体产业

2020/7/13 22:40:26     

 
我市已成为国内具有较为完整产业链的产业特色集聚区之一
 
 来源:厦门晚报

 

 

瀚天天成碳化硅外延晶片实验室

 

  瀚天天成生产车间

 

以前,手机、笔记本电脑乃至剃须刀、电动牙刷,它们的充电器五花八门,互不通用。最近,在小米有品上线的氮化镓充电器,一定程度上可解决这个问题。它体积小巧,提供3个快充接口。

目前,除了氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)外,绝大部分第三代半导体材料还处在实验室阶段。去年,厦门市科技局启动“未来产业培育工程”,对十大未来产业进行抢先布局,第三代半导体就是其中之一。厦门已成为国内具有较为完整产业链的第三代半导体产业特色集聚区之一。

  记者 张海军

  

在碳化硅研发上 部分厦企取得突破

厦门紫硅半导体总经理张峰介绍,第一代半导体材料主要是指硅(Si)、锗元素(Ge)半导体材料。第二代半导体材料主要指化合物半导体材料,比如砷化镓等,主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件。相比之下,第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更大的电子饱和度以及更高的抗辐射能力。

碳化硅属于第三代半导体材料,也是目前发展最成熟的宽禁带半导体材料。世界各国纷纷投入大量的人力物力积极发展,从国家层面上制定了相应的研究规划。一些国际电子业巨头也投入巨资发展碳化硅半导体器件。张峰说,包括紫硅半导体在内,厦门有一些企业在碳化硅的研究上取得了不小的突破。碳化硅是制作高温、高频和大功率电力电子器件的理想材料。很多碳化硅功率器件可以用于新能源充电桩和新能源汽车电源上,器件的体积可以做到更小,节能减排,还能提供更高的效率。

他说,目前,美国、日本及欧洲在第三代半导体碳化硅、氮化镓等技术上拥有绝对的话语权。相比美、日,我国起步较晚,水平较低,但由于第三代半导体还有很大的发展空间,各国都处于发力阶段,因此被视作一次弯道超车的机会。

“第三代半导体产业也是‘中国制造2025’中的高端装备制造、高压输变电、轨道交通、纯电动汽车产业发展的基础。”张峰说,从厦门布局第三代半导体碳化硅产业链的情况看,目前,我市已形成晶片加工、外延加工、芯片制造、器件封装与应用的产业链布局。

科技成果及时转化 已实现订单生产

张峰曾在中科院半导体研究院担任研究员,受到厦门火炬高新区的邀请,从北京来厦创办紫硅半导体,将科技成果进行转化。如今,紫硅半导体已成为国内首家第三代半导体碳化硅设备制造与应用解决方案的提供商。

碳化硅是最接近大规模商业化的第三代半导体材料。除了紫硅半导体外,厦门企业瀚天天成和芯光润泽也从事第三代半导体材料研发。早在2011年,瀚天天成总经理冯淦就带领团队攻克碳化硅半导体外延晶片的研发和生产难题,仅过一年,公司就正式开始接受商业化碳化硅半导体外延晶片订单,成为国内第一家提供产业化3英寸和4英寸外延晶片的生产商。

冯淦说,碳化硅外延晶片的量产,可以使国内半导体产业摆脱因缺少高纯度原料而无米下锅的局面,带动国内第三代半导体产业大规模发展。而从实验室到产业化,这几年,瀚天天成一直在攻克这个难题。

芯光润泽成立于2016年3月,是专业从事第三代半导体碳化硅功率器件与模块研发制造产业化发展的高新科技型企业。在2012年通过引进海内外顶尖行业专家,组建碳化硅芯片科研技术团队,并在第三代半导体方面与西交大、西电等院校成立联合研发中心。2016年12月,芯光润泽第三代半导体碳化硅功率模块产业化项目正式开工建设,2018年9月18日,芯光润泽国内首条碳化硅IPM产线正式投产。每月生产规模可达30万颗、每年可达360万颗。

  厦门多家LED龙头企业 加码布局第三代半导体

在厦门市科技局提出的“未来产业培育工程”中,在第三代半导体方面,厦门定下目标:形成国内极具集聚和辐射效应的研发、制造、品牌和运营基地,到2021年,力争实现产值200亿元。

厦门在发展第三代半导体产业上已具有一定基础,三安光电、乾照光电、士兰明镓等LED龙头企业正加速往第三代半导体转型升级。今年6月15日,三安光电披露拟成立子公司,投资建设第三代半导体产业园项目,投资总额160亿元。据披露,该项目拟投资建设包括但不限于碳化硅等化合物第三代半导体的研发及产业化。

此外,三安光电旗下厦门市三安集成电路有限公司还与美的集团达成协议,共同成立第三代半导体联合实验室,将研发氮化镓、碳化硅等第三代半导体功率器件芯片与智能高集成模块等高新技术产品,并将其导入白色家电领域。

乾照光电是深圳第三代半导体研究院创始共建单位。这家公司自2014年起即大规模量产氮化镓LED外延片和芯片。2018年,凭借在砷化镓和氮化镓光电器件领域多年研发和生产的积累,乾照光电投资16亿元加码半导体研发生产项目。

2019年,厦门士兰明镓公司加快推进项目建设,已相继完成生产厂房的建设、部分工艺设备的安装与调试,并在去年四季度实现芯片点亮和通线、进入试生产阶段。据了解,目前,士兰明镓已有小批量的芯片产出,正在加快客户端的产品认证和导入。


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