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浅谈我国半导体的发展前景与方向 刘志远 计算机类 摘要：介绍我国半导体事业发展的成就，谈论未来发展的方向，以及我对我国半导体发展的一些小小建议。 众所周知，我国半导体事业的发展，相对于欧美大多数国家，是偏晚的。但是我国又是半导体原料储量和需求量大国。因此，在这个全球范围下，欧美国家半导体产业发展相对放缓的时间段，中国自己制造半导体的工艺就有很大的发展前景和广阔市场，这也是增强我国自身创新实力的关键阶段。因此本文将重点讲述我国半导体发展事业所取得的一些成就和未来发展的方向。同时也谈论一些我对于当下半导体事业发展的建议。 首先介绍一下我国半导体的发展成就。以2014年为例，年中国集成电路市场规模超过1万亿元,增速高于全球市场。受多样化应用的驱动,市场规模仍将持续保持高速增长的态势,达到1.2万亿元,占全球集成电路市场半壁江山,同比增长将超过10%,远超全球3%的比例。 现在，在第三代半导体占主要市场的环境下，我国的第三代半导体也飞速发展。接下来从五个方面介绍第三代半导体的优势，与我国在这方面所取得的成就。 在Si C衬底及外延方面,我国已经实现2~4英寸Si C衬底的量产,开发出6英寸Si C单晶样品;然而衬底质量与国际水平尚存在一定差距。在Si C外延方面,我国在进口的Si C衬底上实现了2~4英寸。 在Ga N衬底和外延方面,我国形成了具有自主知识产权的氢化物气相外延(HVPE)技术,实现了2英寸自支撑Ga N衬底小批量供货;在Ga N外延方面,成功生长出高质量的4英寸Si C衬底上Ga N HEMT的外延片。此外,已经克服大尺寸Si衬底上Ga N外延材料的开裂和翘曲等关键技术问题,开始批量生产4~6英寸Si上Ga N外延片,在实验室已能制备8英寸外延片,部分技术处于国际先进水平。 在电力电子器件方面,国内多家企业和科研机构已在进口Si C外延片上研制出大容量Si C SBD和JFET,但综合性能与国际先进水平尚有一定差距;已具备Si C SBD的量产能力,产品耐压范围600~1200V,Si C MOSFET等晶体管产品研发能力尚有待提高。在Ga N电力电子器件方面,已经在实验室实现了耐压超过900V的Si上Ga N电力电子器件,性能与国际先进水平有较大差距, 且暂未实现商品化。可喜的是,目前我国有多家Si器件厂商和LED厂商正在积极开发Si上Ga N电力电子技术,基于他们较强的产业化能力,实现技术和产业的跨越式发展可能性很大。 在微波射频器件方面,我国已研制出覆盖C波段至Ka波段的多款军用Ga N HEMT及MMIC,处于样品试制、试用阶段。目前Ga N微波功率器件在低频范围内的部分性能参数已经接近国际先进水平,但在可靠性、工艺技术等方面还存在较大差距。在民用方面,我国推出了用于无线通讯基站的Ga N微波功率管,产品的多项指标处于业界领先水平。 在光电子器件方面,LED技术与国际差距较小,部分技术国际领先。目前我国在蓝宝石衬底上制备的功率型白光LED的产业化光效超过150 lm/W,在Si衬底上制备的功率型LED的产业化光效超过140 lm /W,处于国际领先水平。伴随着国内LED技术的不断成熟,生产规模的不断扩大,我国LED照明产品正以每年超过30%的降价幅度不断接近节能灯等传统照明产品价格,已开始大规模进入室内外通用照明领域。 接下来，举中颖电子的例子，来表现我国半导体企业的发展程度。中颖电子不是一个规模很大的企业，总市值不过60亿。但是近些年来，中颖电子的股票持续上涨，也让人好奇这个企业有何过人之处。从上市后没多久的4.27元，至2016年底的53.45元，这个公司的股价已经在3年时间里实现了十倍股的荣耀。提及中颖电子，不得不提的就是AMOLED驱动芯片。 公司是国内领先的IC设计企业，AMOLED驱动芯片技术优势明显。2017上半年，子公司芯颖科技已经成功交付一款客户委托订制的芯片，为客户点亮了非量产的FULL HDAMOLED柔性屏，完成产品验收。截至三季度末，公司的第二款AMOLED显示驱动芯片新产品已经在晶圆厂流片。在AMOLED芯片领域，公司研发投入力度较大，两款AMOLED芯片的推出彰显在公司的技术实力。预计随着2018年、2019年，国内AMOLED产线进入投产的高峰，公司AMOLED驱动芯片业务将会进入业绩释放期。锂电芯片进入一线笔电大厂，家电受益国产化替代。公司锂电芯片广泛应用于电动自行车、平衡车、电动工具以及PAD、高端手机维修市场，自2016年开始，锂电芯片下游需求强劲，收入增长较快。今年以来，在大客户拓展方面也取得较大突破，目前，锂电芯片已经通过国际级笔电品牌大厂的质量认证，预计2018年开始将会开始贡献收入。 公司是家电主控单芯片最大的国产芯片供应商，预计未来家电板块的增长将主要来自于家电的变频化带来的价值量的增长，以及家电芯片国产化带来的市场空间的扩大。 公司在发展推进现有业务的同时，积极进行物联网领域的战略布局。2017年前三季度，物联网及智能可穿戴设备应用芯片产业化项目投入募集资金865.63万元，累计投入2297万元，实现效益7.84万元；智能家居微控制芯片产业化项目使用自有资金实现效益1203.35万元。看好公司在物联网领域的布局，随着物联网产业的兴起，有望为公司创造新的增长机会。公司锂电芯片完成一线笔电大厂验证，AMOLED驱动芯片第二款产品进入流片流程，业务进展显着。短期看，家电及电机控制芯片、锂电池管理芯片将是驱动业绩增长的主要力量；AMOLED驱动芯片有望接力公司业绩的中长期增长。公司是国内领先的IC设计企业，AMOLED驱动芯片技术优势明显，积极布局物联网芯片，业绩增长空间大。 介绍完我国的半导体事业所取得的成就，接下来介绍一下我国半导体未来的发展方向。 其实，在新兴的许多行业和科技中，都需要用到大量的半导体芯片。 在电力电子领域,目前,我国是电力电子器件全球最大应用市场。在消费类电子、工业电机、智能电网、新能源并网、新能源汽车、大数据中心和移动通讯基站等方面,均需大量高性能的第3代半导体电力电子器件和装备。我国有近10家企事业单位分别开展了Si C和Ga N器件在电网、移动通信等领域的应用技术研究。采用进口Si C器件及模块,在通讯电源功率因数校正(PFC)电路及光伏逆变器中实现了更小的体积和更高的效率。研究了Ga N射频功放技术在移动通信领域中的应用,在输入、输出宽带匹配技术、视频带宽拓宽技术、电源及去耦技术、供电时序控制技术及适合于Ga N功放的数字预失真(DPD)技术等方面形成了一定积累，已有产品针对细分市场实现小批量供货。国家半导体照明工程研发及产业联盟产业研究院(CSA Research)预测,到2020年,我国Si C与Ga N功率器件产业整体市场规模约为226亿元, 其中Ga N市场规模142亿元,Si C市场规模85亿元。2015-2020年,我国Si C电力电子器件复合增长率将超过40%,Ga N复合增长率将 本文来源：https://www.dywdw.cn/10476209743231126edb6f1aff00bed5b9f373db.html
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2023-02-21
