這幾天,,第三代半導體又雙叒叕火了,火的程度不亞于年初小米推出氮化鎵快充引起的熱浪,。
這次引起關(guān)注的主要原因是網(wǎng)上流傳的一個消息,,據(jù)業(yè)內(nèi)權(quán)威人士透露,我國計劃把大力支持發(fā)展第三代半導體產(chǎn)業(yè),,寫入正在制定的“十四五”規(guī)劃,。
第三代半導體主要應用于功率器件和射頻器件,對制程工藝要求沒那么高,,但又是一個嚴重落后的領域,,如果在這方面能夠?qū)崿F(xiàn)逆轉(zhuǎn),
也是一種策略,。
什么是第三代半導體?
從半導體的斷代法來看,,硅(Si)、鍺(Ge)為第一代半導體,,特別是 Si,,構(gòu)成了一切邏輯器件的基礎,我們的 CPU,、GPU 的算力,都離不開 Si 的功勞;砷化鎵(GaAs),、磷化銦(InP)為第二代半導體的代表,,其中 GaAs 在射頻功放器件中扮演重要角色,InP 在光通信器件中應用廣泛……
而到了半導體的第三代,,就涌現(xiàn)出了碳化硅(SiC),、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO),、金剛石(C),、氮化鋁(AlN)等新興材料,。
商道創(chuàng)投網(wǎng)5月21日官方獲悉:第三代半導體材料SiC(碳化硅)單晶襯底研發(fā)、制備以及銷售公司同光晶體于近期完成數(shù)億元D輪的融資,。本輪融資由聯(lián)新資本領投,,浩瀾資本、北汽產(chǎn)業(yè)投資基金,、云暉資本,、梵宇資本聯(lián)合投資。
同光晶體:助力“中國芯”
成立于2012年5月,,總部設于河北省,,同光晶體主要從事世界上新一代半導體材料SiC單晶片的研發(fā)和生產(chǎn),即第三代半導體材料碳化硅襯底,。公司產(chǎn)品已涵蓋直徑4-6英寸導電型和高純半絕緣型碳化硅單晶襯底片,,達到世界先進水平。目前,,公司已建成完整的碳化硅襯底生產(chǎn)線,,是國內(nèi)著名的碳化硅襯底生產(chǎn)企業(yè)。
同光晶體的第三代半導體研發(fā)成功,,小小的晶片為電子業(yè)帶來革命性的變革,,器件主要應用于電子電氣領域包括5G通訊、新能源汽車,、高壓快充,、國防軍工、衛(wèi)星,、雷達等,。打破發(fā)達國家長期以來對我國的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品禁運,有效破除制約碳化硅中下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸,,帶動電力電子,、光電、微波射頻等行業(yè)千億產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,為我國第三代半導體產(chǎn)業(yè)做大做強奠定了重要基礎,。
同光晶體在科研方面與院士團隊建立了緊密的聯(lián)系,成立了“院士工作站”,、“SiC單晶材料與應用研究聯(lián)合實驗室”,,設立了“中國科學院半導體研究成果轉(zhuǎn)化基地”,作為“高層次創(chuàng)新團隊”得到河北省人民政府表彰;同時承擔了多項國家科研項目公司內(nèi)設立院士工作站及博士后流動站,。公司的聯(lián)合研發(fā)中心與院士團隊合作進行課題研究,。搭建第三代半導體材料檢測平臺,有效推動科技創(chuàng)新要素加速聚合,促進科技創(chuàng)新資源的集成開放和共建共享,,填補了國內(nèi)高端晶片的市場空白,。
半導體材料作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎,經(jīng)歷了數(shù)代的更迭,,以碳化硅(Sic)及氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導體,,具有高頻、高效,、高功率,、耐高壓、耐高溫,、抗輻射等特性,,可以實現(xiàn)更好的電子濃度和運動控制,特別是在苛刻條件下備受青睞,,成為未來超越摩爾定律的倚賴,。
與第一二代半導體材料相比,第三代半導體材料具有更寬的禁帶寬度,、更高的擊穿電場,、更高的熱導率等性能優(yōu)勢,所以又叫寬禁帶半導體材料,。根據(jù)CASAResearch數(shù)據(jù),,消費類電源、商業(yè)電源和新能源汽車為Sic,、GaN電子電力器件的前三大應用領域,,分別占比28%、26%和11%,。
在第一二代半導體材料的發(fā)展上,,我國起步時間遠遠慢于其他國家,導致在材料上處處受制于人,,但是在第三代半導體材料領域國內(nèi)廠商起步與國外廠商相差不多,,有希望實現(xiàn)技術(shù)上的追趕,完成國產(chǎn)替代,。
第三代半導體材料主要應用于功率器件和射頻器件,,目前以碳化硅、氮化鎵為代表,,兩者可廣泛應用于5G通訊,、新能源汽車、軌道交通,、智能電網(wǎng)等領域。在當前國際形勢下,,中國第三代半導體供應鏈正在加速本土化,。隨著5G,、新能源汽車、消費電子等行業(yè)的快速發(fā)展,,碳化硅和氮化鎵產(chǎn)業(yè)和相關(guān)企業(yè)將迎來空前的發(fā)展機遇,。亞化咨詢預計,未來幾年內(nèi)全球SiC和GaN器件市場將保持25%-40%的高增速,。
然而,,隨著國內(nèi)第三代半導體材料的生產(chǎn)技術(shù)不斷優(yōu)化,質(zhì)量品控的提升,、產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同發(fā)展,,預計在2025年SiC單晶襯底成本便會降至Si基板的2倍,屆時在國內(nèi)市場將迎來第三代半導體材料應用爆發(fā)期,,應用市場將達到170億元規(guī)模,,其中絕大部分應用將集中在功率器件方面。
半導體業(yè)內(nèi)有句俗語說,,“一代材料一代器件,,一代器件一代應用”,新興材料的崛起是半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然路徑,。鄭清超告訴36氪,,公司早在初創(chuàng)時期便意識到半導體材料的進步對下游應用有直接且深遠的影響。同光晶體從2012年創(chuàng)建以來便決心扎根在半導體產(chǎn)業(yè)的最上游,,通過不斷打磨產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù),,不斷擴充產(chǎn)能,為下游廠商提供良率更高,,性能參數(shù)更優(yōu),,成本更低的SiC單晶襯底材料。
伴隨著新能源汽車,、5G通訊,、光伏發(fā)電、軌道交通,、智能電網(wǎng)等行業(yè)的快速發(fā)展,,碳化硅器件及碳化硅基氮化鎵器件產(chǎn)品的需求也將不斷攀升,從而拉動全球碳化硅襯底的需求,。
在碳化硅襯底制造這塊兒,,隨著全球6英寸碳化硅襯底生產(chǎn)技術(shù)的成熟完善、產(chǎn)品質(zhì)量與穩(wěn)定性的逐步提高,,國際上第三代半導體外延及器件廠商對于量產(chǎn)用碳化硅襯底的需求已大體從以往的4英寸產(chǎn)品為主為升級到6英寸產(chǎn)品為主,。盡管Cree正在建設及擴產(chǎn)其全世界第一個8英寸碳化硅襯底的工廠,蛋在8英寸碳化硅襯底尚未實現(xiàn)成熟商業(yè)化的前提下,預計未來約5年內(nèi)6英寸碳化硅襯底產(chǎn)品仍是碳化硅襯底市場的主流,。
為什么說第三代半導體是中國大陸半導體的希望?
第一,,第三代半導體相比較第一代第二代半導體處于發(fā)展初期,國內(nèi)和國際巨頭基本處于同一起跑線,。
第二,,中國有第三代半導體的應用市場,可以根據(jù)市場定義產(chǎn)品,,而不是像之前跟著國際巨頭做國產(chǎn)化替代,。
第三,第三代半導體難點不在設備,、不在邏輯電路設計,,而在于工藝,工藝開發(fā)具有偶然性,,相比較邏輯芯片難度降低,。
第四,對設備要求相對較低,,投資額小,,國內(nèi)可以有很多玩家。在資本的推動下,,可以全國遍地開花,,最終走出來幾家第三代半導體公司的概率很大。
第三代半導體的風口來了,,那么各懷心思蹭熱點的現(xiàn)象也層出不窮,。氮化鎵(GaN),在應用上早已不是新鮮事,,氮化鎵(GaN)之所以被選出來作為半導體材料的初衷,,為了藍光LED而生。現(xiàn)在政策利好的第三代半導體,,主要應用于射頻,、功率等領域,是一個升級的應用過程,。