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                “頂流”集聚!第三代半導體迎來“最好的時代”

                • 蘇商會

                  2023-05-29 16:27
                • 文:

                  蘇商全媒體
                以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體迎來了“最好的時代”。

                 
                半導體論壇
                 
                5月27日,以“夯實功率半導體基石 助力新能源之都建設”為主題的全國硅基和寬禁帶半導體材料與器件應用論壇在常州成功舉辦,專家和企業家們齊聚一堂,共同探討新一代信息技術產業的發展趨勢。常州市副市長蔣鵬舉宣布論壇開幕,常州市新北區委副書記、區長石旭涌出席論壇并致辭。
                 
                本次活動由常州國家高新區管委會指導,中國電工技術學會電氣節能專業委員會、江蘇宏微科技股份有限公司、常州光伏產業園(龍虎塘街道)主辦。
                 
                蔣鵬舉
                常州市副市長蔣鵬舉
                 
                半導體器件等電氣產業發展正當時
                 
                今年初,常州市委、市政府把新能源之都建設推進大會確定為新春“第一會”,并在會上出臺《推進新能源之都建設政策措施》,用真金白銀、真心實意的政策支持撬動市場力量,為新能源產業發展再添一把火,全力打造引領長三角、輻射全國、全球有影響力的新能源之都。
                 
                而常州國家高新區更是乘勢而上,于今年4月出臺了《常州國家高新區(新北區)加快打造新能源之都核心區實施意見》,提出聚焦“兩特三新一智能”主導產業,深入實施產業集群培育、創新能力提升、重點項目攻堅、產業賽道拓展、要素資源保障等五大工程,切實推動新能源領域“發儲送用”各環節融合發展,加快打造新能源之都核心區。
                 
                石旭涌
                常州市新北區委副書記、區長石旭涌
                 
                石旭涌在致辭中表示,當前,常州正在不斷擦亮“新能源之都”金字招牌,作為串聯新能源“發、儲、送、用”鏈條的重要紐帶,高新區發展半導體器件、智能電控等電氣產業恰逢其時、大有可為。依托區內的宏微科技、銀河微電等上市半導體企業,天合光能、森薩塔、安費諾等行業龍頭企業,高新區正成長為特色鮮明的新一代信息技術產業高地,預計全年總產值將突破400億元。其中,宏微科技車規級芯片量產后,產能快速攀升,1-4月完成銷售4.9億元,為去年同期的2.5倍,為產業鏈增長提供了有力支撐。
                 
                論壇期間,常州國家高新區與國家專用集成電路系統工程技術研究中心成功進行合作共建。常州市新北區龍虎塘街道辦事處與東南大學集成電路學院簽約,將堅持以創新引領發展,依托東南大學的優勢學科資源開展技術設計及研發工作,進一步深化在集成電路領域的發展,為加快建設新能源之都、沖刺GDP萬億之城作出更大貢獻。
                 
                12位專家學者把脈寬禁帶半導體的前沿機遇
                 
                近年來,以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鎵(GaO)、氮化鋁(AlN)、金剛石(C)等為代表的半導體新材料成為全球高新技術領域競爭的戰略制高點,也是國際半導體及材料領域研究的熱點,在國民經濟、國防安全、國際競爭和社會民生等領域具有重要戰略意義。
                 
                馮志強
                馮志強

                對此,本次論壇邀請了天合光能股份有限公司副總裁兼光伏科學與技術全國重點實驗室主任馮志強、電動汽車電驅動系統全產業鏈技術創新戰略聯盟理事長貢俊、University of Warwick Prof. Philip Mawby、浙江大學教授徐德鴻、中國第一汽車集團有限公司研發總院功率電子研究所所長趙永強、中國科學院電工研究所主任研究員溫旭輝、復旦大學教授張清純、安徽工程大學教授林信南、西安交通大學教授王來利、國電投核力創芯(無錫)科技有限公司副總經理葛濤、華中科技大學教授彭晗、江蘇宏微科技股份有限公司市場總監榮睿等12位國內外該領域的知名企業家和專家,共同探討硅基和寬禁帶半導體產業發展思路。
                 
                作為常州高新區的行業龍頭企業,天合光能致力于成為全球光伏智慧能源解決方案的領導者。馮志強以“中國光伏現狀和趨勢及對寬禁帶半導體材料的光伏應用”為題作報告,他表示,未來能源結構將發生革命性變化,而光伏將成為未來能源變革的主力軍。他結合天合光能的實踐研究,分享了太陽能電池技術的發展路徑和趨勢。
                 
                貢俊作了“新能源汽車電驅動技術進展及功率半導體器件技術應用”的報告。他認為,新能源汽車是我國汽車產業技術革新的必由之路,將成為多技術變革的交匯點,涉及能源、環境、交通、通信、芯片等諸多行業。趙永強也從專業角度分享了“新能源電驅系統SiC功率器件應用及思考”,他認為,SiC技術是新能源汽車電驅的主驅動力,需要深入研究;目前SiC處于汽車應用的起步階段,有很大的技術升級潛力;SiC應用于車輛屬于系統工程,需要整車、零部件、原材料生產企業的全產業鏈共同合作,才能實現在新能源賽道上領跑國際。
                 
                復旦大學教授張清純則闡述了“國產車規級SiC器件進展”。他指出,新能源汽車與光伏是推動SiC器件發展的重大推手,國內碳化硅產業鏈比較完善,設計和制造進展快速,SiC器件微型化可顯著降低芯片成本,進一步促進SiC技術在新能源領域的大規模應用。
                 
                溫旭輝也作了“新能源汽車電驅系統發展現狀與SiC電驅系統關鍵技術研究”的專題報告,他認為,隨著SiC技術的逐步成熟,利用SiC器件的高溫、高頻和高效特性可大幅提升電機控制器功率密度并提升電驅系統能量利用率。
                 
                半導體論壇

                而電力電子器件是其他戰略性科技領域的基礎元件,成為構建現代能源系統、尖端技術創新發展的基礎支撐。那么在當前背景下,如何構建可靠的電力電子化的電力系統?
                 
                浙江大學教授徐德鴻作了“面向再電氣化的電力電子新技術”報告,西安交通大學教授王來利作了“寬禁帶電力電子封裝集成”報告,華中科技大學教授彭晗作了“功率器件的高效高可靠驅動技術”報告,分別結合自身研究領域分享了寬禁帶半導體的發展情況。
                 
                此外,安徽工程大學教授林信南作了“SiC與GaN器件結構與工藝研發”報告,闡述了第三代半導體的相關工藝;Prof. Philip Mawby分享了功率半導體器件的發展趨勢;葛濤結合企業項目分享了“功率芯片高能氫注入(質子輻照)應用進展”,指出國電投核力創芯(無錫)科技有限公司目前正在聯調首條功率芯片質子輻照生產線,投產后將助力下游芯片企業提升產品性能和價值,解決高性能功率器件國外壟斷問題;宏微科技榮睿則作了“新一代功率半導體器件的現狀與發展”的報告。
                 
                第三代半導體迎來了“最好的時代”
                 
                近兩年,我國正明顯加快5G基站建設、人工智能、工業互聯網等“新基建”建設力度。隨著相關行業的發展,意味著半導體器件性能需不斷迭代提升,對其需求也呈現幾何倍增長。
                 
                從全球市場增速來看,據Yole預測,從2021年到2026年,碳化硅產品需求有望從10億美元增長到35億美元,氮化鎵功率產品需求有望從不到1億美元增長到21億美元。在第一代、第二代半導體硅基芯片逼近物理極限之后,第三代半導體材料將成為創新增長的重要方向。
                 
                可以說,以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體迎來了“最好的時代”。
                 
                當前,在新能源體系的變革下,功率器件廣泛應用于風電、光伏、新能源汽車、儲能等行業。據相關預測,功率半導體市場規模將從2021年573億美元成長至2025年714億美元,其中功率分立器件及功率模塊達到340億美元,功率半導體市場未來可期。
                 
                榮睿

                位于常州國家高新區的宏微科技,正是專注功率半導體產品設計與制造的一家上市公司。宏微科技市場總監榮睿在作報告時談到,新一代功率器件是助力新能源領域發展的核心器件。
                 
                他表示,隨著新能源車的快速滲透和雙碳政策的落實,新一代功率器件獲得爆發式的增長;其中Si基IGBT扮演著主角,雖然其功率密度已接近理論極限,但新結構和新封裝的引入升級仍推動著IGBT市場規模的擴大;SiC器件在高效能場景獲得加快導入的勢頭,但成本和長期可靠性待持續優化,工控領域的引入也尚待一些技術問題的解決。
                 
                據榮睿介紹,宏微科技在新一代功率器件設計和封裝領域都處于行業領先地位,取得一定的突破,并推出相關的系列產品。傳統的釬焊加引線鍵合技術的工藝框架難以滿足某些特殊使用要求;銀燒結技術作為釬焊技術的替代方案,可以更好的發揮碳化硅器件的性能,提高其功率循環壽命,更適應于高溫的工作環境。目前,宏微科技已經掌握了碳化硅器件封裝的關鍵技術,并在相關的模塊封裝產品中得以批量生產應用。
                 
                宏微科技最新財報顯示,公司今年一季度凈利潤同比增長1.53倍。公司訂單飽滿,碳化硅二極管研發成功并實現小批量供貨。2022-2023年公司推出了第一代平面碳化硅MOS,預計2024-2025年開發出溝槽產品。就應用場景來看,碳化硅MOS產品主要應用于電動汽車,碳化硅二極管產品應用于光伏領域。
                 
                其實,放眼國內,很多半導體企業尤其是上市公司,都已經加快在第三代半導體市場布局,誰能把握先機,最先在新的技術風口站穩腳跟,讓我們拭目以待。
                 

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