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第16届“中国芯”:宽禁带半导体正成为全球半导体行业研究热点

2021-12-22 阅读:
峰会由中国电子信息产业发展研究院集成电路研究所基础电子研究室副主任马晓凯博士组织、主持。马博士在开幕致词中表示,以碳化硅和氮化镓为代表的宽禁带半导体在电力电子器件和射频器件的应用愈加广泛,市场规模不断扩大。宽禁带半导体凭借其大幅降低电力传输中能源消耗的显著优势,正成为全球半导体行业的研究热点,也是我国能源优化建设布局中的重要一环。

12月20日-21日,2021第十六届“中国芯”集成电路产业促进大会在珠海顺利召开。本次大会由广东省工业和信息化厅、中国半导体行业协会指导,中国电子信息产业发展研究院、珠海市人民政府、横琴粤澳深度合作区执行委员会主办。大会主题为“链上中国芯 成就中国造”。jcjednc

大会同期举办了面向宽禁带半导体领域的“宽禁带半导体助力碳中和发展峰会”。峰会以“创新技术应用,推动后摩尔时代发展”为主题,邀请了英诺赛科科技有限公司、苏州能讯高能半导体有限公司、苏州晶湛半导体有限公司、泰科天润半导体科技(北京)有限公司、北京邮电大学、三安光电有限公司等知名企业及高校科研院所共同分享宽禁带半导体产业的最新进展。jcjednc

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峰会由中国电子信息产业发展研究院集成电路研究所基础电子研究室副主任马晓凯博士组织、主持。马博士在开幕致词中表示,以碳化硅和氮化镓为代表的宽禁带半导体在电力电子器件和射频器件的应用愈加广泛,市场规模不断扩大。宽禁带半导体凭借其大幅降低电力传输中能源消耗的显著优势,正成为全球半导体行业的研究热点,也是我国能源优化建设布局中的重要一环。目前全球40%能量消耗来源于电能消耗,而电能转换中消耗占比最大的为半导体功率器件。传统的“中流砥柱”硅器件发展已接近其材料极限,难以满足高频、高温、高功率、高能效、耐恶劣环境以及轻便小型化的新需求。以碳化硅和氮化镓为代表的宽禁带半导体正在凭借优秀的材料特性迅速崛起,成为“十四五”规划中重点发展的方向和如期实现碳达峰、碳中和的重要抓手。jcjednc

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英诺赛科产品副总王怀峰分享了《给绿色地球的一份礼物——GaN (A gift for green earth-GaN)》的报告。王怀锋表示,在数字时代,5G基站的能源消耗比4G高70%(Huawei 5Gpower),据估计,2025年,全球数据中心能耗将占全球总能耗的的18%。GaN既能满足大功率的需求,减小系统体积,又能大幅度降低损耗。迈向2030,氮化镓将成为功率半导体的主流。目前英诺赛科氮化镓芯片产品覆盖从低压到高压全市场范围,推出了全球首颗进入智能手机的氮化镓器件。未来,采用GaN的数据中心将更节能:一台机柜每年节能等效于少排放8吨二氧化碳,采用All GaN功率器件的一个中等数据中心(单机柜15kW,3000台机柜)每年节省电量约2000万度。jcjednc

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苏州能讯高能半导体有限公司射频技术总监刘鑫分享了《氮化镓工艺在Small Cell基站市场的应用》的报告。刘鑫对小站市场进行了介绍,阐述了GaN-On-SiC为功放性能带来的优势,如更高的功率密度和饱和速度以及击穿场强等。在氮化镓集成多芯片功放模组的设计上,消耗较少的DPD资源,减少系统成本,降低设备商技术门槛。能讯目前拥有自主可控的全制程开发能力,拥有陶瓷分立功放管、塑封分立功放管、集成多芯片模块、氮化镓管芯、不同电压的氮化镓小站集成多芯片功放模组等多款产品。jcjednc

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苏州晶湛半导体有限公司董事长程凯给大家分享了《Si基GaN材料的新应用》的报告。程凯表示到2026年,GaN电力电子器件的总体市场规模将超过11亿美金,主要应用领域包括消费电子如快充、工业电源以及新能源汽车等。基于硅基GaN垂直功率器件具有更高的电流密度、更好的的尺寸延展性、trap与表面态影响更小、雪崩效应等优势。晶湛在12英寸高压硅基GaN外延上拥有完全自主知识产权的专利技术,产品涵盖200V、650V以及1200V功率应用,并且拥有低至0.3%的厚度不均匀性与低于50μm的全片翘曲。基于Micro-LED的可穿戴设备以及超大屏显示将于2022年进入市场,市场规模有望在2022年将达到80亿元,晶湛拥有大尺寸硅上Micro-LED全彩解决方案。jcjednc

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泰科天润半导体科技(北京)有限公司董事长&总经理陈彤给大家带来了《SiC器件的国产化形势与阶段性目标》的报告。陈彤表示,半导体产业化的根本要求是低成本、高质量、大批量。碳化硅晶圆制造方面的难点包括材料不好长、晶圆不好做、高频不好用,因此导致了碳化硅器件太贵用不起、复杂容易坏。根据YOLE报告,推测到2025年碳化硅功率半导体将占硅基的13%左右。化合物半导体的短板和挑战跟硅基半导体总体情况基本共性,即生产工艺能力不足。在碳化硅器件发展方面,我国要充分发挥市场优势、基础配套优势、人工成本优势,一起为产业助力。最后陈彤就目前的碳化硅行业的投资火爆、投资方式、产业特点等问题与在场的观众进行了深入的互动交流。jcjednc

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北京邮电大学电子工程学院执行院长张杰老师给大家分享了《超宽禁带半导体氧化镓材料与器件研究》报告。后摩尔时代,具有先天性能优势的宽禁带半导体材料脱颖而出,将推动电力电子器件提高效率、提高密度、缩小尺寸、减轻重量、降低总成本,因此将在加速推进碳达峰、碳中和的进程中作出突出贡献。氧化镓是被国际普遍关注认可的第四代半导体材料,是日盲光电器件最佳材料。北京邮电大学唐为华教授团队近10年专注于新型超宽禁带半导体氧化镓薄膜与深紫外传感器件基础研究,填补了我国在关键材料领域的国内空白,并率先迈进产业化。jcjednc

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北京三安光电有限公司副总经理陈东坡给大家带来了《碳化硅在新能源汽车领域的应用及市场前景》的报告。陈东坡表示,碳化硅的高迁移率、高饱和电子漂移速度、款禁带、高热导率等特点,使得模块具有电控模块小型化、周边元器件系统小型化、冷却结构简单化的优势,有助于提升汽车能量转换效率、增加续航里程。目前整车厂及Tier 1厂商正在积极引入SiC功率半导体,主要用在车载OBC、主驱逆变器、DC-DC等领域。碳化硅二极管正处于快速增长阶段,全碳化硅模组市场最大,预计SiC在新能源汽车市场到2025年爆发。陈东坡详细介绍了三安光电的发展历程以及围绕微波射频、电力电子、滤波器、光通信等领域进行的产业布局。三安光电的碳化硅产品广泛用于服务器电源、充电桩、光伏逆变器、不间断电源UPS等,当前客户累计超过200家,完成了全产业链垂直整合。jcjednc

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会议最后,马博士与各位演讲嘉宾和观众进行了互动,对宽禁带半导体产业的未来进行了展望,对各位演讲嘉宾及参会观众表示感谢,并期待下次再见。jcjednc

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