論寬禁帶半導體的應用與展望

今后的半導體產(chǎn)業(yè)，誰能在寬禁帶半導體器件的競爭中占得先機，誰就能引領半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的潮流。這是目前很多半導體從業(yè)者的心聲。

當前，Si?和 GaAs?材料制成半導體器件由于材料本身的限制已經(jīng)發(fā)展到極限，難以滿足當今對功率半導體性能的需求。以寬禁帶為主要特征的第三代半導體以更高的擊穿電廠、更高的熱導率、更高的電子飽和漂移速率和更高的抗輻射能力，開始在一些重點應用領域（航天、LED 照明等）嶄露頭角。寬禁帶半導體性能遠優(yōu)于第一代的 Si?和第二代的 GaAs。

9 月 14 日，由中國電子信息產(chǎn)業(yè)集團和華登國際聯(lián)合主辦，華大半導體有限公司、中電華登信息產(chǎn)業(yè)基金、成都芯谷產(chǎn)業(yè)園發(fā)展有限公司承辦的 2018 國際泛半導體投資峰會在雙流·成都芯谷成功舉辦。會上，半導體業(yè)界大佬對《寬禁帶半導體的應用與展望》論題進行了分析和討論，為傳統(tǒng)半導體企業(yè)和投資基金開展寬禁帶半導體研究和投資指點迷津。論壇由華登國際合伙人、中電華登信息產(chǎn)業(yè)基金首席投資官容志誠博士主持。

圖：《寬禁帶半導體的應用與展望》圓桌論壇

我們知道 SiC?是開發(fā)最早的寬禁帶半導體材料，早在 1824?年就被發(fā)現(xiàn)了，但直到 1955 年，才有生產(chǎn)高品質(zhì) SiC?的方法出現(xiàn)。到了 1987?年，商業(yè)化生產(chǎn)的 SiC?開始進入市場，但直到進入 21?世紀后，SiC?的商業(yè)應用才算全面鋪開。除了 SiC?，GaN?半導體工藝近 20?年來發(fā)展態(tài)勢極為迅猛，已成為光電領域應用最廣泛的第三代半導體材料之一?！皩捊麕?SiC 和 GaN?應該是最多的。SiC 應該是負責高溫，而 GaN?就是低壓這一塊，在未來應該是這個方向?！盜EEE 會士、紐約倫斯勒理工學院電子、系統(tǒng)和計算機工程部教授周達成在論壇現(xiàn)場講到。

談到半導體行業(yè)的新趨勢、新發(fā)展，有一個論題必將被提起：國產(chǎn)半導體崛起和超越。2016 年 12 月，國務院成立國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展領導小組，貫徹實施制造強國戰(zhàn)略，加快推進新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展，將第三代半導體列為重點方向。可見，國家和產(chǎn)業(yè)都意識到了第三代半導體的重要性。不過，要打造一個新的半導體生態(tài)也著實不易。中國寬禁帶半導體及應用產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長單位山東天岳副總裁孫克博士認為：“基礎材料，尤其是 SiC 材料這一塊，是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心地方，因為后端的很多工藝，比如做芯片、做模塊的可以可以借鑒于硅的。但是，材料的制備難度非常大，SiC 的制備和硅的制備不同，這是制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展很核心的一塊。解決材料的問題要降低材料的成本，提高材料的一致性。國內(nèi)跟美國相比還有幾年的差距，我們有一些關鍵性能可以跟美國保持相當，但一致性不好，成功率也沒有別人高?！?/p>

中國 LED 產(chǎn)業(yè)與應用聯(lián)盟秘書長關白玉對孫克的觀點表示認同，并做了相應的補充。他表示：“在化合物半導體里面，材料是最重要的基礎。最重要的還有一個是封裝，在化合物半導體里面要做電力電子，最大的問題是散熱?；衔锇雽w的一個優(yōu)勢來自于原料本身的溫度系數(shù)，散熱的性能好；另一個整個結構的設計，化合物半導體到應用環(huán)節(jié)不是單管是模塊，有各種各樣的模塊，來應對不同領域的應用。”

當然，一個產(chǎn)業(yè)的快速崛起，最最核心的部分是人才。“人是知識最大的載體，有了人才隊伍， 尤其是技術創(chuàng)新的隊伍，而且不斷地發(fā)展和加強自主創(chuàng)新能力，仍然是我們企業(yè)獲得成功的最主要的保障?！标P白玉對于產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題補充道。

有了材料、制造、人才等核心要素儲備之后，要促成一個行業(yè)的發(fā)展還需要系統(tǒng)化推進，注重綜合平衡。香港創(chuàng)能動力（APS）創(chuàng)始人總裁周永昌指出：“要把整個寬禁帶半導體產(chǎn)業(yè)鏈做起來，要上下游共同開發(fā)，才可以把趁底、外延、器件、封裝到系統(tǒng)應用整個產(chǎn)業(yè)鏈一起開發(fā)。要是這樣做，中國很快就可以趕上國外?！?/p>

工業(yè)部電子科技委委員李晉湘則強調(diào)：“寬禁帶的發(fā)展現(xiàn)在很熱，但是要按照它的產(chǎn)業(yè)規(guī)律來做，特別是防止碎片化。美國、日本的公司是集成在一個公司里面，從材料、器件、應用是一體化，不像我們分的這么散，做趁底冒出來十多家，做外延十多家，投資公司這么多。我們的聯(lián)盟，我們的政府機構，我們的投資者，一定要關注，中國急需要出現(xiàn)大的企業(yè)集團全投，把寬禁帶半導體的產(chǎn)業(yè)鏈牽起來?！?/p>

“產(chǎn)業(yè)發(fā)展是非常有前景的，把產(chǎn)業(yè)做起來需要上下游密切的合作，聯(lián)合攻關，急需在我們產(chǎn)業(yè)中培育出幾個行業(yè)龍頭企業(yè)，在不同的環(huán)節(jié)上有領頭羊，不能太散。想在這個產(chǎn)業(yè)投資，要有耐心，要能夠耐得住寂寞，因為這需要長期的扶持，不能太急功近利?！睂O克最后說到。

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