以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等寬禁帶化合物為代表的第三代半導體材料引發(fā)全球矚目。商用的碳化硅基MOSFET國際幾大廠(chǎng)如Cree、Infineon、RoHM等廠(chǎng)家都有量產(chǎn)器件，國際廠(chǎng)商目前已經(jīng)在宣傳全SiC功率模塊，用于PFC/UPS/PV/EV等應用場(chǎng)景，國內廠(chǎng)家僅基本半導體等少數幾家能量產(chǎn)碳化硅器件。電子模塊
硅作為半導體的主要材料在摩爾定律的規律下已經(jīng)走過(guò)了50多年，尋找新的半導體材料替代硅已經(jīng)成了近些年半導體發(fā)展的方向之一。半導體技術(shù)的不斷進(jìn)步，不僅提高了產(chǎn)品性能，同時(shí)通過(guò)縮小芯片面積降低了成本。然而到2000年的時(shí)候業(yè)界就提出硅基產(chǎn)品已經(jīng)快達到物理極限，進(jìn)一步提高產(chǎn)品性能，工藝的復雜性帶來(lái)的成本升高不能抵扣芯片面積的縮小，從而芯片成本提高。未來(lái)如何突破Si材料的極限？人們把目光瞄向了以氮化鎵和碳化硅為代表的寬禁帶半導體材料，這種新材料可以滿(mǎn)足提高開(kāi)關(guān)頻率和增加功率密度的要求。
第三代半導體材料的春天到來(lái)
近年來(lái)，以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等寬禁帶化合物為代表的第三代半導體材料引發(fā)全球矚目。由于其具有禁帶寬、擊穿電場(chǎng)強度高、飽和電子遷移率高、熱導率大、介電常數小、抗輻射能力強等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應用于新能源汽車(chē)、軌道交通、智能電網(wǎng)、半導體照明、新一代移動(dòng)通信、消費類(lèi)電子等領(lǐng)域，被視為支撐能源、交通、信息、國防等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心技術(shù)，全球市場(chǎng)容量未來(lái)將達到百億美元，已成為美國、歐洲、日本半導體行業(yè)的重點(diǎn)研究方向之一。 據了解，當前雖然整個(gè)SiC功率器件行業(yè)尚在起步階段，但預計整個(gè)國內市場(chǎng)規模將達到4000億元。商用的碳化硅基MOSFET國際幾大廠(chǎng)如Cree、Infineon、RoHM等廠(chǎng)家都有量產(chǎn)器件，國際廠(chǎng)商目前已經(jīng)在宣傳全SiC功率模塊，用于PFC/UPS/PV/EV等應用場(chǎng)景，國內廠(chǎng)家僅基本半導體等少數幾家能量產(chǎn)碳化硅器件。
2015年5月8日，在國務(wù)院印發(fā)《中國制造2025》中4次提到以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體功率器件，可見(jiàn)第三代半導體行業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中的重要地位。第三代半導體材料產(chǎn)業(yè)非常長(cháng)，貫穿了材料、芯片設計、制造工藝、封裝測試、驅動(dòng)應用等各個(gè)環(huán)節。 據《國際電子商情》記者了解，目前我國在第三代半導體材料研究上一直緊跟世界前沿，是世界上為數不多的碳化硅材料襯底，材料外延產(chǎn)業(yè)化的國家。在第三代半導體器件設計和制造工藝方面也在向世界先進(jìn)水平邁進(jìn)。
中歐第三代半導體高峰論壇展示最新技術(shù)趨勢
2017年10月31日，由深圳市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì )指導，南方科技大學(xué)、深圳市坪山區人民政府、深圳青銅劍科技股份有限公司共同主辦的“中歐第三代半導體高峰論壇”在深圳五洲賓館成功舉行?；顒?dòng)邀請到來(lái)自中國和歐洲從事碳化硅、氮化鎵等第三代半導體技術(shù)的200多位專(zhuān)家學(xué)者和產(chǎn)業(yè)界人士出席，是本行業(yè)的重量級盛會(huì )。 論壇由深圳基本半導體有限公司、深圳市第三代半導體器件重點(diǎn)實(shí)驗室、深圳中歐創(chuàng )新中心承辦，并得到深圳清華大學(xué)研究院、力合科創(chuàng )集團、深圳市千人專(zhuān)家聯(lián)合會(huì )、深圳方正微電子有限公司大力支持。
深圳市人大常委會(huì )副主任、深圳市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì )主席蔣宇揚致辭
深圳市人大常委會(huì )副主任、深圳市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì )主席蔣宇揚出席并致歡迎辭，介紹了深圳科技發(fā)展的優(yōu)異成績(jì)以及對第三代半導體產(chǎn)業(yè)的扶持，希望廣大科技企業(yè)與科技工作者緊抓時(shí)代脈搏，進(jìn)一步加大研發(fā)投入、加強國際合作，助力第三代半導體產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。南方科技大學(xué)副校長(cháng)湯濤與瑞典皇家工程科學(xué)院副院長(cháng)Magnus Breidne也分別進(jìn)行了致辭。 “大部分人心目中的高科技是虛擬現實(shí)、人工智能、大數據云計算，很少人知道這些技術(shù)的基礎是微電子和光子產(chǎn)業(yè)。”瑞典皇家工程科學(xué)院 副院長(cháng) Magnus Breidne表示。
瑞典皇家理工學(xué)院常務(wù)副校長(cháng)Mikael Östling、瑞典國家研究院通信及微電子研究所所長(cháng)Peter Björkholm、英國劍橋大學(xué)教授Patrick Palmer、南方科技大學(xué)教授于洪宇等專(zhuān)家學(xué)者分別從各自的研發(fā)領(lǐng)域針對碳化硅和氮化鎵器件的設計、工藝、應用進(jìn)行了深入介紹，并探討了第三代半導體產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)機遇和未來(lái)發(fā)展趨勢。 深圳市基本半導體有限公司副總經(jīng)理張振中博士介紹了目前全球碳化硅功率器件的發(fā)展與應用情況，以及自主研發(fā)的新型工藝技術(shù)實(shí)現的全外延結構溝槽JBS二極管，各項指標均達到國際先進(jìn)水平。
目前國內針對第三代半導體材料的一些研究方向
此外，南方科技大學(xué)教授于洪宇還特別介紹了第一個(gè)深圳市第三代半重點(diǎn)實(shí)驗室，可進(jìn)行GaN 功率器件、MEMS傳感器、光電集成、薄膜晶體管等方向的研究。
關(guān)于基本半導體
深圳基本半導體有限公司由深圳青銅劍科技股份有限公司與瑞典國家科學(xué)研究院旗下Ascatron公司在深圳合資設立，并與深圳清華大學(xué)研究院共建“第三代半導體材料與器件研發(fā)中心”，致力于碳化硅功率器件的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。
青銅劍科技副總裁、基本半導體總經(jīng)理和巍巍博士
青銅劍科技副總裁、基本半導體總經(jīng)理和巍巍博士表示，目前中國的第三代半導體行業(yè)已經(jīng)迎來(lái)發(fā)展的春天?；景雽w通過(guò)整合海內外創(chuàng )新技術(shù)、人才與國內產(chǎn)業(yè)資源，已全面掌握碳化硅器件的材料制備、芯片設計、制造工藝、封裝測試、驅動(dòng)應用等各方面技術(shù)。在國家政策支持和企業(yè)創(chuàng )新驅動(dòng)背景下，基本半導體現已成為國內發(fā)展最快的碳化硅功率器件企業(yè)之一。
部分現場(chǎng)產(chǎn)品展示
在峰會(huì )現場(chǎng)，記者也看到了多款基本半導體的產(chǎn)品展示，圖為中國首款I(lǐng)GBT驅動(dòng)芯片晶圓
6英寸1200V碳化硅晶圓
6英寸3D結構碳化硅外延片
