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半导体材料产业进击
发布时间:2021-08-05     标签:

随着粤港澳大湾区内电子产业生态的日益磅礴,身处其中的上游半导体材料厂商们,也在市场的需求助推和自身技术演进过程中,日益壮大起来。

尤其是迈步5G浪潮中心,单纯硅材料囿于其元素本身的限制,已经在某些场景无法满足对于更高压、更大功率和低损耗等特性的需求。由此,以砷化镓和磷化铟为代表的第二代,以及由碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体应用市场在此间被逐步培育壮大,并在龙头创新公司的带动之下,走红全球市场。

政策层面早已对我国发展半导体上游基础前沿技术有了部署希冀。“十三五”期间,国家科技部在“国家重点研发计划”中提到支持第三代半导体发展,国家2030计划和“十四五”国家研发计划也明确提出第三代半导体是重要发展方向,其也被列为国家科技创新2030重大项目“重点新材料研发及应用”。

在此期间,广州提出组织实施“强芯”工程。深圳提出的“芯片制造补链工程”中,提及对关键设备和材料的研发及产业化;同时强调到2023年,要实现第三代半导体中试研发和器件生产线建成,带动衬底、外延等环节加速发展,本地产业链配套和协作能力明显提升,产业链竞争力显着增强的目标。

如今在粤港澳大湾区内的产业链公司中,有早年间随着LED产业生态竞合、成长起来,由此在氮化镓领域有所积淀的厂商;有基于产业生态部署而深入含镓材料化合物材料市场,并陆续迈步第二代和第三代半导体材料的厂商;也有自海外留学归来,便认准并扎根第三代半导体完善产业链生态的创业公司。

虽然整体来看,在第二代和第三代半导体材料领域,国内与国外或多或少依然有所差距,但随着国内生态的共同推进,以及材料厂商本身的持续研发迭代,大湾区内的材料市场正散发出旺盛生命力。它们越过“瞪羚”企业发展过程中必经的艰难时期,追赶更艰难的制程工艺,并以此进击更完善的产业生态角色。

国内产研势力的进击

纵观全球半导体材料衬底领域,日本无疑是发展至今技术层面较为成熟的国家,且目前依然占据着优势地位。欧美则是随着新材料应用市场的崛起,相关大厂近些年间通过并购整合等方式,也走向了成熟的发展周期。

一批国产势力在近些年间,凭借日益成熟的产业生态,叠加技术能力积累,上游材料厂商们也有了充溢的发展实力。

典型如LED产业,其最初的技术路线并非全然由中国产研界提出,但随着后续制备过程中对深层次技术能力的迭代需求,我们国家依然在此领域实现了成熟的产业化路径。

2013年至2014年间,中图科技成立后开始了紧锣密鼓地建厂。据介绍,2015年初,公司产线正式运营,经过半年的调校探索,很快在2016-2017年间,业务基本走上正轨,并在2017年实现国内领先。

得以快速完成这一过程,就是由自研技术驱动的。蓝宝石衬底的氮化镓路线最早并非由中国科学家提出,这一发展思路起源于日本,并在完成产业化验证后,获得了诺贝尔奖项,进而推动该技术路线在全球LED材料产业中推广。

但中图科技通过与产业界和学界的共同研究,2018年,时任中图有限董事长、总经理职务的康凯作为主要完成人,参与的项目“氮化物半导体大失配异质外延技术”获得国家技术发明奖二等奖,这也是支撑公司产品产业化落地的一个重要支点。

康凯向记者介绍,图形化衬底工艺是一项开放性技术,通过光学设计的LED材料为锥体,需要掩膜和材料刻蚀同步进行,以达到最终所需结果。这是化合物半导体材料发展过程中的特殊性,与仅限于二维层面的硅基材料刻蚀有巨大区别,也是产业落地过程中的核心难点。

“我们做到了在刻蚀能力提升的同时,把二次掩膜刻蚀技术首次实现产业化,加速推动了蓝宝石图形化衬底技术大规模、低成本、重复稳定的国产化进程。”他续称。

在此基础上,再进行技术的迭代演进就有了优势加成。康凯向南方财经全媒体记者表示,基于公司自身团队对产业和技术能力领先的认知,再以此复制、扩产,很快就能实现更大的先进工艺规模效益,并让后来者难以轻易超越。

“这个产业是充分开放式竞争环境,就要求公司需要在材料、技术等各方面综合实力要超过同业,并且保证低成本、稳定性,才能获得更庞大的市场和客户。”康凯如此总结道。

这也是中国公司在蓝宝石衬底的氮化镓材料制备技术,甚至在LED产业链发展过程中,逐步成为全球核心力量的原因之一。

文章来源:21世纪经济网

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