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    2021年2月熱點資訊匯編|聚焦第三代半導體前沿

    作者:handler人氣:1524發表時間:2021-03-05 09:30

    1、天科合達:砥礪前行譜新篇,助力第三代半導體發展大步向前


          2021年2月9日下午,大興區委副書記、區長王有國等領導蒞臨北京天科合達半導體股份有限公司(以下簡稱“天科合達”),向春節期間在京堅守工作崗位的100多名公司京外員工送來慰問品和新春祝福,并與天科合達管理層親切座談,調研天科合達發展狀況和第三代半導體碳化硅襯底產業化基地建設情況。2020年,天科合達實現了導電型和半絕緣型碳化硅單晶襯底銷售規模大幅增長,2020年12月,天科合達完成新一輪8億元人民幣融資,引入深創投、中金資本、高瓴資本、比亞迪、華潤資本、深圳中深新創、屹唐長厚等戰略合作伙伴和知名投資機構,有效保障了公司后續項目建設資金。另外,天科合達位于大興區黃村鎮東南工業園區的第三代半導體碳化硅襯底產業化項目總投資9.57億元,建筑總面積5.52萬㎡,項目于2020年8月正式開工建設,目前項目基建部分進展順利,計劃于2022年初建成并使用。該項目建成后,將實現年產12萬片碳化硅襯底的產能規模,有效助推北京市第三代半導體產業集聚發展。

    2、 深圳基本半導體:打造國際一流碳化硅IDM

         作為中國碳化硅功率器件領軍企業,基本半導體掌握行業領先的碳化硅核心技術,研發覆蓋材料制備、芯片設計、晶圓制造、封裝測試、驅動應用等全產業鏈。通過前瞻布局第三代半導體產業,基本半導體正以排頭兵之勢,積極投身中國“新基建”事業,為“中國智造”的高速高質量發展保駕護航。

        碳化硅材料的升級有賴于終端市場需求提升所帶來的支持。需求量增長會帶來產業配套資源的大量投入,從而加快產品迭代更新,促進行業向前發展。推進碳化硅產品市場化進度是促進碳化硅材料升級的基礎。市場化機制下,會形成優勝劣汰,引導社會資源向頭部領域集中,從而推動更多高性能、高質量的產品研發和制造。同時,能夠吸引更多的終端客戶采用碳化硅這種新材料,提升產銷量、拓展應用方向、獲取極大的應用數據、推動可靠性能力進步并降低生產制造成本。讓整個碳化硅產業鏈形成正向循環。

        基本半導體引進了國內外該領域知名高校的高端人才及行業內有豐富經驗和深厚技術能力的專家;原材料供應采用了國內和國外兩條完整產業鏈獨立循環的模式,以確保供應鏈的安全;自建了外延、晶圓和封裝的自主生產基地,提升制造工藝能力和產能;對標國際標準、吸收汽車行業的經驗,產品以汽車等級的要求設計開發,生產基地完全按照車規標準來建設嚴格質量控制的車規線。另外,基本半導體還在總部建成了功能強大、符合CNAS標準要求的“碳化硅功率器件工程實驗室”。通過這一系列的努力,讓基本半導體的技術、產品和供應鏈能力在行業內具備了較強的領先優勢,及與國際頭部企業并跑的資格。來源:《化合物半導體》對深圳基本半導體有限公司總經理和巍巍的專訪

    3、中科鋼研半導體項目預計年內投產

         2月份,山東萊西中科鋼研碳化硅集成電路產業園項目傳來新進展。據握得萊西報道,該項目總投資10億元,占地83畝,建筑面積5.5萬平方米,主要產品為4英寸、6英寸碳化硅晶體襯底片,預計年內投產。

    4、英飛凌曹彥飛:2025年碳化硅會達到20%左右市場份額

    “碳達峰和碳中和目標下的汽車與交通轉型”國際論壇,英飛凌科技大中華區高級副總裁兼汽車電子事業部負責人曹彥飛發表觀點

           在2020年,全球半導體的市場規模達到了4330億美元。在2019年由于全球貿易的波動和一些其他綜合因素,有過短暫的下降,但是在剛剛過去的2020年,疫情以及宏觀經濟的雙重挑戰之下,半導體行業仍然有5%左右的增長,  未來看,年復合增長率在5.8%左右,其中汽車半導體增長是高于行業的平均增長率的,大概是7%左右。新能源是長期趨勢,2025年之前傳統燃油車依然還會占據相應的主導地位,當然中間伴隨著新能源,包括BEV、PHEV強勁的發展,由此也帶來了碳化硅的快速發展期,大概在2025、2026年左右,碳化硅就會達到大概20%左右的市場份額,典型的應用領域包括主逆變器、OBC和DC/DC。

    5、碳化硅,十四五研發的熱門材料

         


          近期,科技部正在對各種重點專項的計劃征求意見。這些是十四五期間,國家投錢的一些地方,還是值得參考以下的。其中,碳化硅這種物質以不同的形態在各個領域中出現,從設備、單晶、陶瓷、外延、器件、應用,是一種不折不扣的熱門材料。例如:

    在“高性能制造技術與重大裝備”重點專項中,涉及到碳化硅半導體設備:

    名稱:第三代半導體高性能碳化硅單晶制備和外延工藝及成套裝備

    在“新型顯示與戰略性電子材料”重點專項中,涉及到碳化硅晶體、器件:

    名稱:大尺寸SiC單晶襯底制備產業化技術

    名稱:面向新能源汽車應用的SiC功率電子材料與器件

    名稱:中高壓 SiC 超級結電荷平衡理論研究及器件研制

    6、比亞迪:啟動碳中和規劃研究,推出高性能碳化硅芯片


         日前,為積極響應國家“2030年前碳達峰、2060年前碳中和”目標,推動應對氣候變化《巴黎協定》全面有效實施,比亞迪宣布正式啟動企業碳中和規劃研究,探索新能源汽車行業碳足跡標準。比亞迪針對交通運輸領域碳減排,提出給汽車尾氣排放做三個“1/3”減法,助力零碳目標。比亞迪推出了高安全刀片電池、高性能碳化硅芯片、高效率DM-i超級混動系統,加速私家車電動化進程,滿足公眾對綠色出行的美好需求。

    7、降損耗,高可靠!東南大學科研團隊氮化鎵項目再獲突破



          日前,東南大學電子科學與工程學院孫偉鋒教授團隊在氮化鎵(GaN)功率驅動芯片技術上的最新研究成果成功發表在集成電路設計領域最高級別會議IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC)上。

    該研究成果為:“A 600V GaN Active Gate Driver with Dynamic Feedback Delay Compensation Technique Achieving 22.5% Turn-on Energy Saving”,是一種針對第三代半導體GaN功率器件柵極控制的延時補償分段驅動技術,可有效緩解開關損耗和EMI的折衷關系。該論文是中國大陸在ISSCC會議上發表的第一篇關于高壓(600V等級)GaN驅動技術的論文。

    8、蘇州納米所孫錢團隊研制出一種新型氮化鎵半導體激光器


     III族氮化物半導體是繼第一代Si、Ge元素半導體和第二代GaAs、InP化合物半導體之后的第三代半導體,通常又被稱為寬禁帶半導體。其為直接帶隙材料,禁帶寬度在0.7 eV (InN)至6.2 eV (AlN)之間連續可調,發光波長覆蓋了近紅外、可見光到深紫外等波段;其還具有發光效率高、熱導率大、化學穩定性好等優點,可用于制作半導體激光器?;贗II族氮化物的半導體激光器在激光顯示、激光照明、激光通信、材料加工和激光醫療等領域具有重要的應用(圖1),因此得到了國內外產業界知名企業和全球頂尖科研機構的廣泛關注。


    圖1. GaN基激光器的應用場景。


          該研究成果以InGaN-based lasers with an inverted ridge waveguide heterogeneously integrated on Si(100)為題發表在ACS Photonics 2020, 7, 2636 (網址鏈接https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.0c01061),并被半導體行業權威雜志Semiconductor Today報道(網址鏈接http://www.semiconductor-today.com/news_items/2020/oct/sinano-151020.shtml)。

    9、學術界碳化硅器件技術新進展



          在學術界,2021年一個引人注目的SiC頭條新聞來自名古屋工業大學的最新研究。該研究小組提出了一種無損測量碳化硅器件中載流子壽命的方法。這是一項重要的成果,因為許多研究人員一直在嘗試平衡SiC載流子壽命-在足夠的電導率調制(這需要較長的載流子壽命)和開關損耗(需要較短的載流子壽命)之間尋找最佳平衡點。

        在過去,這一努力只能通過侵入性技術來測量,需要研究人員真正地切開并分析半導體。
    名古屋工業大學提出的無創載流子壽命測量技術
           

          在他們提出的方法中,研究人員使用激發激光器來創建載流子,并使用帶有檢測器的探針激光器來測量激發載流子的壽命。有了這種可以進行更簡單、非侵入性分析的技術,工程師們終于可以開始對載流子壽命進行微調,以達到傳導調制和低開關損耗的完美平衡。這在未來可能會帶來新一代更新、更高性能的SiC器件。
            另一項SiC進展來自弗勞恩霍夫太陽能系統研究所(ISE)的研究人員,他們最近發現了一種新型的SiC晶體管,由于其高阻斷電壓,可以直接連接到中壓電網。這些新器件與大多數逆變器相反,它們向低壓電網供電,但可以使用50赫茲變壓器與中壓電網耦合。
    弗勞恩霍夫ISE團隊創建的250-kVA的逆變器堆棧,其中包括3.3-kv-SiC-晶體管
    10、碳化硅全產業鏈漸入佳境,湖南第三代半導體產業“蓄勢待發”   

         2020年2月,湖南省工信廳印發了《湖南省數字經濟發展規劃(2020-2025年)》,湖南將推動IGBT、第三代半導體等重大項目,構建完善產品鏈,促進氮化鎵和碳化硅器件制造技術開發,發展器件級、晶圓級封裝和系統級測試技術,提升工藝技術水平,加快實現規?;a能力。

    11、20億碳化硅項目落地新疆昌吉!年產8萬片


         2月20日,昌吉回族自治州舉行招商引資項目“云簽約”儀式,當日現場簽約16個項目,涉及新材料、新能源、商貿物流、農副產品精深加工、文化旅游等多個領域,總投資達93.4億元。當日簽約儀式上,總投資億元以上的項目有12個,15億元以上的4個,其中江蘇連云港亮晶新材料科技有限公司碳化硅單晶圓芯片項目總投資額20億元,為當日最大的投資項目。

    12、聯電首款6.6kW車載充配電單元批產采用SiC MOSFET   

          2 月 3 日,聯合電子首款 6.6kW 車載充配電單元(CharCON)在上海廠順利批產。6.6kW CharCON 由聯合電子完全自主開發,是一款高度集成化的車載電源產品,集成雙向車載充電機(OBC)和大功率高壓直流轉換器(DCDC),其中車載充電機可以實現 6.6kW AC/DC 和 3.3kW DC/AC 的雙向轉換,高壓直流轉換器 DCDC 功率達 3kW。聯合電子 6.6kW CharCON 采用無橋 PFC 拓撲,并使用 SiC MOSFET(碳化硅)器件,提升了產品效率,峰值效率達到 95.5%,滿載效率典型值 >94%。SiC 的應用實現了更低的充電損耗,也提高了產品的熱性能和可靠性。

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