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11月,國內外第三代半導體產業進程加速

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2019-12-09 作者: 來源:材料深一度 瀏覽量: 網友評論: 0
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广东十一选5推荐号码 www.bgcdu.com 摘要: 2019年11月,國際第三代半導體產業鏈上、中游各大企業繼續發力,上游龍頭企業擴產進程加速,大力發展與應用端的合作, 共同推動第三代半導體尤其是新能源汽車領域的發展,同時傳統的半導體企業也不甘落后,著手布局第三代半導體產業。

  2019年11月,國際第三代半導體產業鏈上、中游各大企業繼續發力,上游龍頭企業擴產進程加速,大力發展與應用端的合作, 共同推動第三代半導體尤其是新能源汽車領域的發展,同時傳統的半導體企業也不甘落后,著手布局第三代半導體產業。

  電動汽車是未來各大汽車廠商的發展重點,未來交通將全面電動化,而第三代半導體創新則始于半導體材料襯底層面。SiC將為電動汽車中使用的半導體組件賦能更高的功率密度與更優的性能。國內各企業也紛紛抓住這一機遇,在技術和合作都有了較好的開始。

  11月,SSLCHINA&IFWS 2019 在深圳會展中心盛大舉行。技術與產業分論壇命中技術熱點,預言技術及產業趨勢。

  國際動態

  2019年11月,國際第三代半導體產業鏈上、中游各大企業繼續發力,上游龍頭企業擴產進程加速,大力發展與應用端的合作, 共同推動第三代半導體尤其是新能源汽車領域的發展,同時傳統的半導體企業也不甘落后,著手布局第三代半導體產業。

  1、 上游巨頭科銳(CREE)分別在材料生產、貨源供應以及應用合作三大方面有了新的進展:

  材料生產

  11月,科銳宣布完成首批200mm(8英寸)SiC晶圓的制樣,將實現2022年生產SiC晶片。今年9月,科銳(CREE)宣布將投資近10億美元,建造一座全新的采用最先進技術并滿足車規級標準的8英寸功率和射頻(RF)晶圓制造工廠。目前已經成功完成了首批8英寸SiC晶圓樣品的制備,為其此前宣布的量產計劃做好了前期準備。

  貨源供應

  科銳與意法半導體擴大并延伸現有SiC晶圓供應協議,該協議將原協議(2019年1月簽訂)金額由2.5億美元擴大至5億美元,科銳將在未來數年向意法半導體提供先進的150mm(6英寸) SiC裸晶圓和外延片。供應協議的提升將進一步保障意法半導體用于SiC基產品制造所需的襯底體量。同時意法半導體將在未來幾年實現SiC基產品的量產,幫助意法半導體應對在全球范圍內快速增長的SiC功率器件需求,特別是在汽車應用和工業應用。

  應用合作

  科銳與ABB電網事業部宣布合作,提供汽車和工業領域SiC解決方案,協議內容包括在ABB功率半導體產品組合中將采用科銳WolfspeedSiC半導體產品,應用于電網、火車、牽引、工業和電動交通等市場。ABB是歷史悠久的工業電力電氣化解決方案的全球市場領導者,科銳與ABB的合作將有助于科銳擴大客戶基礎,進入包括電網和高鐵在內的新市場,并推進其在電力、機車牽引、工業和電動汽車等市場的不斷提升;同時幫助ABB加快進入正在快速擴大的電動汽車(EV)市場。

  2、 傳統半導體公司Soitec開始著手布局第三代半導體產業:

  部署SiC材料及應用

  2019年11月,法國半導體公司Soitec宣布與應用材料公司啟動聯合研發項目,共同開發新一代SiC襯底。該項目旨在通過提供先進技術與產品,提高SiC的可用性及性能,以滿足電動汽車、通信及工業應用領域對SiC不斷上漲的需求。

  SiC的大規模應用一直受供應量、良率及成本等因素的限制。Soitec將與應用材料公司合作,聯手突破上述限制:Soitec將應用其專利技術Smart CutTM(目前該技術廣泛應用于SOI產品生產),保障芯片制造商材料供應;而應用材料公司將在制程技術與生產設備方面提供支持。在此次研發項目中,兩家公司將在法國原子能委員會電子與信息技術實驗室(CEA-Leti)的襯底創新中心中增添一條SiC優化襯底實驗生產線,此條生產線預計于2020年上半年開始運行,目標為在2020年下半年生產SiC晶圓片樣品。

  部署GaN材料及應用

  在布局SiC材料的同時,Soitec也在積極部署GaN材料相關的射頻及功率器件市場。今年5月,Soitec以3,000萬歐元現金收購GaN外延硅片材料供應商EpiGaN公司。EpiGaN是比利時的一家提供GaN-on-Si、GaN-on-SiC外延片的企業,2010年從比利時微電子中心(IMEC)獨立。EpiGaN的GaN產品主要用于射頻元器件(包含但不限于5G器件)和傳感器應用收購EpiGaN后,Soitec硅產品組合將得到進一步的擴展并補充,為射頻、功率系統創造新的工藝解決方案。EpiGaN將被整合成為Soitec的一個業務部門,收購EpiGaN還將為Soitec現有的Power-SOI產品創造新的增長空間。

  3、 德國企業博世(BOSCH)11月宣布,目前正在研發SiC半導體,用以進一步提升電動車的能源使用效率,預計該半導體材料將于 2020 年開始投產。

  國內動態

  電動汽車是未來各大汽車廠商的發展重點,未來交通將全面電動化,而第三代半導體創新則始于半導體材料與襯底層面。SiC將為電動汽車中使用的半導體組件賦能更高的功率密度與更優的性能。國內各企業也紛紛抓住這一機遇,在技術和合作都有了較好的開始。

  1、 青銅??萍?、基本半導體聯合發布SiC電控解決方案

  青銅??萍?、基本半導體聯合發布了面向新能源汽車電機控制器的全SiC器件解決方案,采用自主研發的1200VSiC MOSFET芯片及車規級功率??櫸庾?,配合穩定可靠的SiC門極驅動器,將有效提升新能源汽車電驅動系統關鍵部件性能。

  基本半導體專門針對碳化硅器件的材料制備、芯片設計、制造工藝、封裝測試、驅動應用等各方面進行研發,覆蓋產業鏈各個環節?;詼烙械腟iC外延技術,基本半導體SiC功率器件性能達到國際先進水平,推出的車規級全SiC功率???,內部集成兩單元1200V/200A SiC MOSFET和SiC續流二極管,產品充分發揮SiC功率器件的性能優勢,采用最新的SiC MOSFET設計生產工藝,柵極電輸入電容、內部寄生電感、熱阻等多項參數達到業內領先水平。

  青銅??萍甲盤峁┑緦Φ繾雍誦腦骷泛徒餼齜槳阜?。根據不同應用需求,針對不同廠家的SiC器件配套推出了SiCMOSFET驅動方案,具有60kHz至100kHz高工作頻率、100kV/μs高抗干擾能力、快速短路?;は煊Φ忍氐?。青銅??萍糞iCMOSFET驅動方案有助于充分發揮SiC功率器件高溫、高頻、高壓的優勢,可廣泛應用于汽車的傳動系統、電池充電器、直流變換器,以及工業的光伏逆變器、馬達驅動器、不間斷電源、開關模式電源等領域。

  2、 國內外下游應用企業強強聯合

  2019年11月,比亞迪股份有限公司與豐田汽車公司簽訂合資協議成立純電動車的研發公司。新公司將于2020年在中國正式成立,豐田與比亞迪各出資50%。新公司將開展純電動車及該車輛所用平臺、零件的設計、研發等相關業務。該公司將由雙方從事相關業務的人員組建。新公司的成立有助于提升比亞迪在純電動車市場的競爭力,在研發品質、安全能力等方面與豐田強強聯合。

  第十六屆中國國際半導體照明論壇技術與產業分論壇命中技術熱點,預言技術及產業趨勢。

  1、 光電子技術及應用

  光電子領域,紫外LED器件、Micro/Mini LED等新型顯示、汽車照明等都成為熱點發展方向。另外,結合智能家居的智慧照明受到了廣泛關注。

  紫外LED器件的潛在市場規模體量相較其他材料仍然偏小,但是紫外器件特別是紫外傳感器、紫外探測器、紫外光電器件在國防航天、消防報警、殺毒應用領域的應用具有重要意義。紫外LED技術仍然處于研發階段,關鍵問題在于如何提高紫外LED的效率。從不同紫外器件進展來看,UVA LED目前進展稍微快,基本開始進入產業化。UVC LED仍然處在研發問題階段,探測器的進展要稍微快于LED器件。

  在Mini LED等新型顯示及工程應用領域,短期內最適宜國內企業探討攜手發展的技術路線是 Mini LED背光結合LCD技術:既能消化面板產能,又能提升LED用量;同時由于量產技術也相對成熟,隨著芯片技術進步、轉移技術發展、封裝形式多樣化、驅動IC技術的不斷成熟,驅使成本不斷下降,可與國外OLED技術路線進行競爭。直接顯示的Micro LED產品將是未來的最終方向,但目前紅光技術問題仍待解決,加之成本過高,企業及研究機構希望通過藍光LED+量子點材料進行RGB色彩轉換,目前正在紛紛布局相關研究。

  在汽車照明方面,由于2019年汽車行業整體不景氣,國產車銷量疲軟,國內LED企業車用器件銷量不高。且由于汽車照明對散熱、一致性、可靠性要求高,國內器件使用仍面臨障礙。國內企業競爭策略應該從尾燈、信號燈切入,布局相關研究,并不需要在前照燈等與國內外技術差距較大的領域硬碰硬。未來智能駕駛時代,汽車燈具和顯示器將成為各種傳感器的載體,其軟件和通信方面的占比會越來越高,傳統車燈龍頭已經轉向軟件和通信。

  2、 功率電子技術及應用

  功率電子技術領域,預計到2024年寬禁帶半導體功率電子器件(SiC&GaN)的市場占有率將由目前的2.3%增加到接近10%。

  目前國際典型的SIC功率器件,電壓可實現650V/1200V/1700V,電流5A/10A/20A/40A/100A/150A/200A。雖然單芯片已經可以達到200A/1200V,但對于電力推進、電力轉換、軌道交通等領域,單芯片的功率容量仍需要進一步提升。SiC功率電子在新能源汽車上的應用仍然是關注重點,SiC器件損耗降低,助力汽車輕量化發展。器件結構方面,雖然目前市面依然是以平面結構(planar)技術為主流,但功率密度提升的需求將會驅動功率器件的槽柵結構(Trench)技術成為主流。

  GaN功率電子技術逐步邁向產業化階段,隨著目前GaN功率器件在快充市場的應用逐步被打開,高效率、小尺寸、高可靠、門極驅動集成IC、8英寸代工等成為會場熱詞。

  3、 微波射頻技術及應用

  技術方面,大會論壇關注GaN微波射頻器件及其單片集成電路材料外延、建模、設計與制造、可靠性技術及HEMT器件在移動通信中的應用等各方面

  應用方面,隨著5G商業化正式落地,GaN微波射頻在5G方面的技術及應用成為關注重點。5G的商業化落地促使終端射頻前端??檳?榱考燮肷?。5G應用中,由于5G宏站需要提供連續性覆蓋,覆蓋范圍在100m以上,如實現與4G相同的覆蓋率,5G宏站數量約為4G基站的1.2-1.4倍;小基站應用于熱點區域或更高容量的業務場景,覆蓋范圍在100m以內,數量保守估計是宏基站的2倍,預計未來5G小基站將達到700萬個。早期市場主要是宏基站,中后期小基站將會成迅速發展,預計2020年以后將會快速增長。2019-2022年,國內基站預計需求 4inch GaN RF wafer 60-80萬片。

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