论宽禁带半导体的应用与展望

2018-09-17 16:17:20 来源:EEFOCUS
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今后的半导体产业,谁能在宽禁带半导体器件的竞争中占得先机,谁就能引领半导体产业发展的潮流。这是目前很多半导体从业者的心声。

 

当前,Si 和GaAs 材料制成半导体器件由于材料本身的限制已经发展到极限,难以满足当今对功率半导体性能的需求。以宽禁带为主要特征的第三代半导体以更高的击穿电厂、更高的热导率、更高的电子饱和漂移速率和更高的抗辐射能力,开始在一些重点应用领域(航天、LED照明等)崭露头角。宽禁带半导体性能远优于第一代的Si 和第二代的GaAs。

 

9月14日,由中国电子信息产业集团和华登国际联合主办,华大半导体有限公司、中电华登信息产业基金、成都芯谷产业园发展有限公司承办的2018国际泛半导体投资峰会在双流·成都芯谷成功举办。会上,半导体业界大佬对《宽禁带半导体的应用与展望》论题进行了分析和讨论,为传统半导体企业和投资基金开展宽禁带半导体研究和投资指点迷津。论坛由华登国际合伙人、中电华登信息产业基金首席投资官容志诚博士主持。

 

图:《宽禁带半导体的应用与展望》圆桌论坛

 

我们知道SiC 是开发最早的宽禁带半导体材料,早在1824 年就被发现了,但直到1955年,才有生产高品质SiC 的方法出现。到了1987 年,商业化生产的SiC 开始进入市场,但直到进入21 世纪后,SiC 的商业应用才算全面铺开。除了SiC ,GaN 半导体工艺近20 年来发展态势极为迅猛,已成为光电领域应用最广泛的第三代半导体材料之一。“宽禁带像SiC和GaN 应该是最多的。SiC应该是负责高温,而GaN 就是低压这一块,在未来应该是这个方向。”IEEE会士、纽约伦斯勒理工学院电子、系统和计算机工程部教授周达成在论坛现场讲到。

 

谈到半导体行业的新趋势、新发展,有一个论题必将被提起:国产半导体崛起和超越。2016年12月,国务院成立国家新材料产业发展领导小组,贯彻实施制造强国战略,加快推进新材料产业发展,将第三代半导体列为重点方向。可见,国家和产业都意识到了第三代半导体的重要性。不过,要打造一个新的半导体生态也着实不易。中国宽禁带半导体及应用产业联盟理事长单位山东天岳副总裁孙克博士认为:“基础材料,尤其是SiC材料这一块,是产业发展的核心地方,因为后端的很多工艺,比如做芯片、做模块的可以可以借鉴于硅的。但是,材料的制备难度非常大,SiC的制备和硅的制备不同,这是制约产业发展很核心的一块。解决材料的问题要降低材料的成本,提高材料的一致性。国内跟美国相比还有几年的差距,我们有一些关键性能可以跟美国保持相当,但一致性不好,成功率也没有别人高。”

 

中国LED产业与应用联盟秘书长关白玉对孙克的观点表示认同,并做了相应的补充。他表示:“在化合物半导体里面,材料是最重要的基础。最重要的还有一个是封装,在化合物半导体里面要做电力电子,最大的问题是散热。化合物半导体的一个优势来自于原料本身的温度系数,散热的性能好;另一个整个结构的设计,化合物半导体到应用环节不是单管是模块,有各种各样的模块,来应对不同领域的应用。”

 

当然,一个产业的快速崛起,最最核心的部分是人才。“人是知识最大的载体,有了人才队伍, 尤其是技术创新的队伍,而且不断地发展和加强自主创新能力,仍然是我们企业获得成功的最主要的保障。”关白玉对于产业发展问题补充道。

 

有了材料、制造、人才等核心要素储备之后,要促成一个行业的发展还需要系统化推进,注重综合平衡。香港创能动力(APS)创始人总裁周永昌指出:“要把整个宽禁带半导体产业链做起来,要上下游共同开发,才可以把趁底、外延、器件、封装到系统应用整个产业链一起开发。要是这样做,中国很快就可以赶上国外。”

 

工业部电子科技委委员李晋湘则强调:“宽禁带的发展现在很热,但是要按照它的产业规律来做,特别是防止碎片化。美国、日本的公司是集成在一个公司里面,从材料、器件、应用是一体化,不像我们分的这么散,做趁底冒出来十多家,做外延十多家,投资公司这么多。我们的联盟,我们的政府机构,我们的投资者,一定要关注,中国急需要出现大的企业集团全投,把宽禁带半导体的产业链牵起来。”

 

“产业发展是非常有前景的,把产业做起来需要上下游密切的合作,联合攻关,急需在我们产业中培育出几个行业龙头企业,在不同的环节上有领头羊,不能太散。想在这个产业投资,要有耐心,要能够耐得住寂寞,因为这需要长期的扶持,不能太急功近利。”孙克最后说到。

 

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作者简介
吴子鹏
吴子鹏

与非网副主编,网名:觉知躬行,电子信息工程专业出身。在知识理论的探寻之路深耕躬行,力求用客观公正的数据给出产品、技术和产业最精准的描述。

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