【集微咨询】国内SiC衬底企业技术图谱:“产学研”基因凸显

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1.集微咨询:国内SiC衬底企业技术图谱:“产学研”基因凸显

2.中国科学院2021年院士增选结果公布

3.中科院半导体所郑婉华、祝宁华当选中国科学院信息技术科学部院士

4.碳化硅器件模块企业芯聚能半导体获新一轮融资

5.南京海关:前10个月江苏省出口集成电路1923.6亿元,增长20%

6.总投资40亿元!丽水中欣晶圆外延项目正式开工

7.武汉出台“专精特新”行动计划,打造光电子信息、汽车及零部件等世界级产业集群


1.集微咨询:国内SiC衬底企业技术图谱:“产学研”基因凸显

集微咨询(JW insights)认为:

- 国内碳化硅产业化带有“学研”基因极为突出,“产学研用”已成国内碳化硅衬底领域的重要特色;

- 国内SiC商业化衬底以4英寸为主,逐步向6英寸过渡,与国际主流相比,我国大尺寸SiC单晶衬底制备技术仍不成熟,单晶衬底尺寸仍然偏小;

- 国内SiC单晶材料领域在以下方面存在一定风险:一是SiC单晶企业无法为国内已经/即将投产的6英寸芯片工艺线提供高质量的6英寸单晶衬底材料。

以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料是继硅材料之后最有前景的半导体材料之一,与硅材料相比,以碳化硅晶片为衬底制造的半导体器件具备高功率、耐高压、耐高温、高频、低能耗、抗辐射能力强等优点,可广泛应用于新能源汽车、5G 通讯、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等现代工业领域。

全球SiC发展历程

Si和SiC作为半导体材料几乎同时被提出,但由于SiC生长技术的复杂和缺陷、多型现象的存在,其发展曾一度被搁浅。 

SiC的发展历经了多个重要阶段:

碳化硅晶体的合成技术至今已经有近200年的历史。气相法成为制备碳化硅单晶的重要技术,主要经历了Acheson法、Lely法和PVT法等的发展阶段。1955年,Lely首先在试验室用升华法制备出了具有足够尺寸的SiC单晶;1978年,前苏联科学家Tairov和Tsvetko在Lely法的基础上进行了改进,提出采用籽晶来控制晶体生长的构型,称为PVT法或改良Lely 法。目前,PVT法是生长大直径、高质量碳化硅单晶最常用的方法。

自1994年后,随着半导体照明及2英寸SiC单晶衬底的突破性进展,全球SiC研究热潮掀起。世界各国对SiC的研究非常重视,美国、欧洲、日本等从国家层面上制定了相应的研究规划。

对于第三代半导体而言,SiC作为核心衬底材料,其供应稳定性十分重要,无论是SiC功率器件还是高性能的SiC基GaN器件,都离不开SiC衬底。

目前,在碳化硅晶片领域,国际上出现了美国Wolfspeed公司(此前用名:Cree,以下用Wolfspeed)、美国II-VI公司和德国SiCrystal(2009年被罗姆收购)公司等代表性龙头企业。

上世纪90年代初,美国Wolfspeed公司已成功推出碳化硅晶片产品,Wolfspeed于上世纪90年代末成功研制出4英寸碳化硅晶片,并于2001年成功研制首个商用碳化硅SBD产品。2015年,Wolfspeed、II-Ⅵ公司推出了8英寸SiC单晶衬底材料样品。

国内SiC衬底技术“基因”

我国在SiC单晶的制造方面起步较晚。现阶段,国产SiC衬底技术和产业均有了长足进步,但从国际市场看,占有率仍较低。

国内高校和科研单位对SiC单晶的研究始发于2000年前后,包括上海硅酸盐所、中科院物理所、山东大学、中电集团46所、西安理工大学、西安电子科技大学等。

集微咨询(JW insights)调研发现,国内碳化硅产业化带有“学研”基因极为突出,“产学研用”已成国内碳化硅衬底领域的重要特色

集微咨询(JW insights)了解到,目前国际上SiC衬底的制造早已从4英寸换代到6英寸,部分企业8英寸产线即将开始量产。而国内SiC衬底产业化方面,以4英寸为主,已经开发出6英寸导电型SiC衬底和高纯半绝缘SiC衬底。与硅晶圆类似,大尺寸的晶圆也是碳化硅衬底的发展方向。

此外,国内SiC 衬底生产工艺水平有待进一步提升,产品在直径、缺陷密度、稳定性等参数上与国际主流商用企业Wolfspeed等的同类产品还有一定差距。

集微咨询(JW insights)认为:对于国内的产业发展而言,除了追求更大尺寸的衬底之外,衬底产品其他性能参数的提升也需要更多的基础研究的支持。例如,为了发挥材料性能优势,SiC 功率器件必然将逐步走向更高电压和更高功率的应用,这就对SiC 功率器件在高压水平下的可靠性提出了更高的要求,意味着需要不断降低衬底及外延中的缺陷密度来提升可靠性,尤其是位错密度水平。这些缺陷密度的解决都需要系统且长期地深入学术、工艺等方面进行研究,单独依靠企业很难完成。在此背景下,产学研合作成为技术落地的重要路线。

国立研究机构的特点是基础研究力量雄厚,承担高风险研发的能力强,可以从更深层次去研究这些缺陷形成的机理和解决途径,并能及时将研究成果应用于产业。因此,在SiC全链条科技创新中,国立研究机构仍需继续发挥重要的作用。

目前,国内能批量生产SiC衬底的企业包括天科合达、山东天岳、烁科晶体、同光晶体、中科钢研、南砂晶圆、福建北电新材料、世纪金光、中电化合物、江苏超芯星等公司。

集微咨询(JW insights)认为,资金曾经是我国第三代半导体产业化过程遇到的最大问题之一。而近几年,国内第三代半导体产业投资热度居高不下,大量资金推动项目新建、扩产,行业外企业也积极通过并购进入第三代半导体领域,这将有利加速产业的发展及追赶。

但在我国第三代半产业追赶过程中,仍然存在一定风险。集微咨询(JW insights)统计显示,近5年布局的碳化硅衬底、外延、器件项目中,6英寸占比为超70%。但目前国内大部分SiC衬底企业仍然无法满足国内已经/即将投产的6英寸芯片工艺线对衬底产品的需求,尤其是高质量6英寸单晶衬底材料仍然需要依赖国外企业。

半导体产业是当前美国对华技术封锁的重点领域,已经成为中国“短板”中的重灾区。而2018年,美国明确把碳化硅、氮化镓等材料列入301管制技术清单,美国商务部将第三代半导体材料和芯片企业列入制裁名单。2020年2月,美国及日本等 42 个加入《瓦森纳协定》的国家,决定扩大出口管制范围,新追加了可转为军用的半导体基板制造技术等,防止技术外流到中国等地。

集微咨询(JW insights)认为,“十四五”是中国第三代半导体产业发展的关键窗口期,建立长期战略优势至关重要。目前全球第三代半导体正处于产业爆发前的“抢跑”阶段。我国在市场和应用领域有战略优势,正在形成完善的产业链条,在资本、政策的红利加持下,第三代半导体产业将从中受益。(校对/萨米)


2.中国科学院2021年院士增选结果公布

2021年中国科学院选举产生了65名中国科学院院士和25名中国科学院外籍院士。

如下为部分名单。

(校对/言之)


3.中科院半导体所郑婉华、祝宁华当选中国科学院信息技术科学部院士

11月18日,中国科学院发布《关于公布2021年中国科学院院士增选当选院士名单的公告》,揭晓2021年新增的65名中国科学院院士和25名中国科学院外籍院士名单。中科院半导体所郑婉华、祝宁华两位研究员当选中国科学院信息技术科学部院士。

郑婉华,女,中国科学院半导体研究所研究员,中国科学院固态光电信息技术重点实验室主任。主要从事人工微结构材料和半导体激光研究,2003年回国后,最先向科技部建议在我国研究高性能光子晶体激光,并在国内率先突破激光激射,发展了从光子晶体能带调控、光子晶体激光结构设计、材料生长到芯片制造的全链条自主可控技术体系,在高性能光子晶体激光器基础原理和关键技术方面做出了开创性和系统性贡献。作为第一完成人,获得2013年度北京市科学技术奖二等奖、2017年度国家技术发明奖二等奖、2017年度中国光学工程学会科技创新奖一等奖、2018年度中国专利金奖和2020年度部委科学技术进步奖一等奖。2021年当选为中国科学院信息技术科学部院士。

祝宁华,中国科学院半导体研究所研究员。专注于微波光子器件与技术的研究,在高速激光器芯片和模块研究、光生微波新机制探索方面取得具有重要实用价值的创新成果。作为第一完成人获国家技术发明二等奖2项、省部级一等奖3项,以及光华工程科技奖和中科院杰出成就奖(个人)等奖项。在Nature Commun.和Light等刊物上发表SCI论文283篇(第一作者50篇),受邀在IEEE-JSTQE,IEEE-JQE和JLT等刊物上撰写8篇特邀文章,第一作者出版著作3部;获授权发明专利120多件(其中美国专利6件);曾任国家863计划微电子与光电子主题专家,国家基金委国际合作咨询专家组和信息科学部专家评审组成员,现任国家重点专项“光电子与微电子器件及集成”专家组组长。(校对/西农落)


4.碳化硅器件模块企业芯聚能半导体获新一轮融资

近日,碳化硅器件模块企业广东芯聚能半导体有限公司(简称“芯聚能半导体”)获国投创业独家投资,支持企业扩充产能,优化产业链布局。

芯聚能半导体成立于2018年,主营业务为碳化硅基和硅基功率半导体器件及模块的研发、设计、封装、测试及销售,主要产品包括车规级功率模块、工业级功率模块和分立器件等,产品可广泛应用于新能源汽车领域和工业领域。

据介绍,该公司运营和研发人员全部具有跨国半导体公司或国际知名研发机构工作的经验;技术团队涵盖了封装核心技术研发、芯片设计、工艺开发、测试验证和应用方案、生产运营、品质管理等多方面人才。

国投创业消息显示,芯聚能半导体未来重点发展市场竞争优势显著的车规级碳化硅 MOSFET功率模块和定制化模块产品及分立器件,并进一步开发用于光伏、风能、储能、IDC等符合国家“碳达峰”“碳中和”目标和“新基建”方向的工业级碳化硅功率器件及模块

国投创业表示,本次独家投资芯聚能半导体,将精准支持广东“强芯工程”关于宽禁带半导体的总体规划,助力广东打造我国集成电路产业发展第三极,填补国产宽禁带半导体产业短板。(校对/若冰)


5.南京海关:前10个月江苏省出口集成电路1923.6亿元,增长20%

南京海关发布消息显示,前10个月江苏省外贸进出口值4.21万亿元人民币(下同),同比增长16.7%,占我国进出口总值的13.3%。其中,出口2.61万亿元,增长18.3%;进口1.6万亿元,增长14.1%。

机电产品出口增长、劳动密集型产品增速提高。前10个月,江苏省出口机电产品1.73万亿元,增长17.6%,占出口总值的(下同)66.1%。其中,集成电路、笔记本电脑、电工器材、太阳能电池分别出口1923.6亿元、1490亿元、1192.8亿元和517.9亿元,分别增长20%、17.9%、28.8%和23.7%。

部分大宗商品进口快速增长。前10个月,江苏省进口机电产品8999.6亿元,增长9.6%,占进口总值的56.3%。其中,集成电路、电工器材、汽车零配件分别进口3625.7亿元、434亿元、142.7亿元,分别增长6.8%、16%、17.5%。(校对/若冰)


6.总投资40亿元!丽水中欣晶圆外延项目正式开工

11月17日,总投资40亿元的浙江丽水中欣晶圆半导体科技有限公司外延项目正式开工。

图片来源:丽水经济技术开发区

 丽水经济技术开发区消息显示,丽水中欣晶圆外延项目总投资40亿元,是日本Ferrotec集团继中欣晶圆杭州项目之后单体在中国投资的第二大项目,将在经开区首期建设年产120万片8英寸(以特殊需求外延片为主)、年产240万片12英寸外延片,未来可扩产至8英寸年产240万片、12英寸年产360万片,全部达产后年产值50亿元左右。

10月31日,在浙江丽水市举行第十届“智汇丽水”人才科技峰会上,中欣晶圆丽水项目签约落地丽水经开区。

据悉,中欣晶圆是国内硅片生产领域的全能型、链主型企业,是国内规模最大的半导体晶圆片生产商之一,也是国内居首的能独立完成从12英寸单晶、抛光到外延研发、生产的企业。(校对/小如)


7.武汉出台“专精特新”行动计划,打造光电子信息、汽车及零部件等世界级产业集群

近日,武汉印发《促进中小企业“专精特新”高质量发展行动计划》(以下简称《行动计划》)。

根据《行动计划》,武汉计划到2023年市级“专精特新”培育企业超过1200家,省级专精特新“小巨人”企业达到500家,争创国家级专精特新“小巨人”企业260家,成为引领武汉中小企业高质量发展的“排头兵”,为建设国家先进制造业中心提供有力支撑。

(一)实施中小企业成长工程

1.激发市场主体活力。大力培育市场主体,进一步优化企业开办服务,推动“证照分离”改革事项全覆盖,力争年均新登记市场主体20万户以上。持续优化市场主体结构,力争新登记企业占比逐年提升,年均新登记企业10万户以上。建立个体工商户新转小微企业动态培育库,推动个体工商户新转为小微企业。

2.促进小微企业成长。支持各区、产业园区、产业集群、孵化基地、大企业,围绕产业链、创业链和大中小企业融通发展,建设小微企业创业创新基地,培育中小企业公共服务示范平台,优化企业创新成长生态,对经认定的国家、省、市级小型微型企业创业创新示范基地,市级财政分别给予100万元、50万元、30万元奖励。

3.推动“小进规”攻坚。建立“小进规”分级培育机制,完善“三库一表”(小进规培育库、新建新投产项目监测库、退规企业预警库、企业应税收入统计表)推进模式,每年新增规模以上工业企业300家以上。对首次进入规模以上的工业企业,市级财政给予20万元奖励,各区按照市级奖励标准给予不低于1∶1的配套支持。

4.引导“专精特新”发展。支持中小企业专注细分市场,突出主业,形成一批创新能力强、市场占有率高、掌握关键核心技术、质量效益优的专精特新“小巨人”企业。对获批国家、省级专精特新“小巨人”企业,市级财政分别给予50万元、20万元奖励。

(二)构建“专精特新”梯度培育体系

1.建立“专精特新”培育库。按照“储备一批、培育一批、提升一批”的原则,市、区分级建立“专精特新”中小企业培育库。对照国家、省、市“专精特新”中小企业评价指标,做到符合条件企业“应报尽报”“应入尽入”。加强对入库企业的分类指导,形成有机衔接的梯度培育体系。

2.加强企业梯度培育。加强对“专精特新”中小企业培育库企业的监测、指导和跟踪服务,实行动态化管理。整合市区政策、资源和服务,支持、培育中小企业按照“科技型中小企业—高新技术企业—市级‘专精特新’培育企业—省级专精特新‘小巨人’企业—国家级专精特新‘小巨人’企业—单项冠军”梯次发展。

3.大力招引“专精特新”企业。瞄准产业链关键环节和国家级专精特新“小巨人”企业,开展精准招商,引进一批产业带动力强的知名企业,落地一批强链补链稳链项目。鼓励各区出台专门招引政策,给予配套支持。

(三)提升产业创新能力

1.支持企业研发创新。支持“专精特新”企业独立或者联合高等院校、科研院所共建研发机构,实现“专精特新”企业研发机构全覆盖。采取政府引导、市场化运作、开放服务方式,建设一批中小企业公共技术服务平台。支持“专精特新”企业开展高价值专利组合培育,对符合条件的项目,一次性给予50万元支持。

2.推动核心技术攻关。聚焦武汉市“335N”先进制造业体系(打造光电子信息、汽车及零部件、生物医药及医疗器械3大世界级产业集群,提升装备制造、现代消费品、先进基础材料3大优势产业,加快培育人工智能、航空航天、北斗、氢能、网络安全5大新兴产业,前瞻布局电磁能、量子科技、超级计算、脑科学和类脑科学、深地深海深空等若干未来产业),建立重点产业链产业基础再造项目清单,支持“专精特新”企业在工业“四基”领域(核心基础零部件、关键基础材料、先进基础工艺和产业技术基础)突破一批制约武汉市产业发展的卡脖子技术(产品),补齐产业链短板、锻造长板,全面提升产业自主可控水平和核心竞争力。

3.推进创新成果转化应用。高水平建设武汉产业创新发展研究院,围绕重点产业加快布局建设一批中试基地,畅通科技成果转化渠道。落实首台(套)装备、首批次材料、首版次软件示范应用政策,丰富创新产品应用场景,加快创新产品推广应用,支持“专精特新”企业沿“技术—零件—部件—整机—系统”发展路径,扩大市场占有率。

(四)加强精准服务支撑

1.支持智能化改造。推进“专精特新”企业智能化转型全覆盖,提升企业数字化管理、智能化生产、网络化协同、服务化延伸能力。对认定为全球灯塔工厂、市级标杆智能(链主)工厂、市级智能化改造示范项目的企业分别给予1000万元、500万元、200万元一次性奖励。对“专精特新”企业因增资扩产需要新增建设用地的,支持保障其新增建设用地指标;对租用标准工业厂房的,对租金给予一定优惠。

2.促进质量品牌提升。引导“专精特新”企业加强全面质量管理,制定一批国内领先、国际先进的“武汉制造”标准,打造一批区域产业品牌集群。支持专精特新“小巨人”争创中国质量奖、长江质量奖、武汉名品。对主持制定国际、国家、行业、地方、团体标准中融合了标准必要专利的单位,分别给予100万元、50万元、30万元、10万元、10万元补助。对主导制定知识产权服务国家、行业、地方和先进团体标准的单位,分别给予30万元、20万元、10万元、5万元补助。

3.加强企业培训交流。采取政府购买服务等方式开展企业家系统培训,组织“专精特新”企业家到境外著名高校、企业学习研修;加强与国内一流高等院校合作,开展“专精特新”经营管理领军人才订单培训;实施“万企育才”中小企业培训工程和“创业武汉”公益培训,开展“模块化、个性化、菜单式”教学培训。鼓励参加“创客中国”中小企业创新创业大赛,对市级获奖企业(项目)给予一等奖30万元、二等奖20万元、三等奖10万元、优秀奖5万元奖励。

4.建立公共服务网络。在武汉市中小企业公共服务平台建立“专精特新”服务专栏,完善“线上+线下”中小企业“专精特新”服务网络。遴选和支持一批中小企业公共服务示范平台和核心服务机构,从“政策+资本+服务+载体”等多个方位,为“专精特新”中小企业提供政策咨询、管理提升、检验检测、技术转移、人才培训、市场开拓、投资融资等全方位“点对点”专业服务。

(五)强化要素资源供给

1.加强人才支撑。实施“武汉英才计划”“千企万人支持计划”,建立“专精特新”企业人才引进绿色通道,支持“专精特新”企业引进培育高精尖缺人才和高水平科技研发团队,开展职业技能培训。对引进“武汉英才”战略科技人才、产业领军人才、优秀青年人才、高技能人才、科技研发团队的“专精特新”企业按照有关规定给予补贴。对“专精特新”企业入选国家、省、市人才专项的分别按照有关规定予以补贴。

2.加大融资支持。开展“千名行长进千企”,对接服务“专精特新”企业融资需求。鼓励银行机构通过信用贷款、知识产权质押贷款、担保贷款等方式,适当提高抵质押率,扩大商标、专利、设备等可接受抵质押物范围,加大对“专精特新”企业的信贷支持力度。将专精特新“小巨人”企业纳入拟挂牌、上市后备企业名单,抢抓北京证券交易所风口契机,开展北交所上市培训及诊断辅导服务,支持登陆资本市场。整合战略性新兴产业引导基金,发挥政府产业基金引导作用,鼓励创投资本、社会资本加大对“专精特新”企业的股权融资。

3.强化精准服务。各区要加强“专精特新”企业分类指导和精准有效施策,开展“一对一”跟踪服务,及时协调解决企业经营发展中的困难问题,支持企业成长。全面落实减税降费政策,开展“千名税干进千企”,帮助“专精特新”企业应享尽享政策红利。落实用电价格政策,降低企业用电成本。

(校对/若冰)



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