《民进中央建议将功率半导体新材料研发列入国家计划》

  • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: 冯瑞华
  • 发布时间:2020-05-21
  • 人民网·中国统一战线新闻网联合中国共产党新闻网推出的“2020年全国两会各民主党派提案选登”报道显示,民进中央拟提交“关于推动中国功率半导体产业科学发展的提案”。

    近年来,国家出台了一系列政策措施支持和推动半导体产业发展,取得了较为突出的成效,已基本完成了产业链的布局,且在功率半导体领域呈现多点开花的良好形势。

    但提案注意到,当前从全球功率半导体市场看,一方面传统的硅材料功率半导体仍然有巨大的发展空间,有研 究显示全球市场的碳化硅及氮化镓等新材料功率半导体芯片市场应用量是约3亿多美金,硅材料功率半导体芯片市场应用量超过200亿美金。国际市场的 IGBT 芯片主流是硅材料5代、6代及7代产品,国际功率半导体行业认为,硅材料功率半导体材料已经有30多年的大规模市场应用验证,稳定可靠,价格低,尚有技术发展空间等特点,在未来至少7至8年左右仍是市场应用主流。另一方面以碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体材料正蓬勃发展,而我国碳化硅、氮化镓功率半导体器件研发起步晚,在技术上仍有很大差距。可喜的是,在国家多项科研计划的扶持下,这方面已经大幅缩小了与国际的技术差距,并取得了不少成就。


    根据提案,随着工业、汽车、无线通讯和消费电子等领域新应用的不断涌现以及节能减排需求日益迫切,我国功率半导体有庞大的市场需求,容易催生新产业新技术,在国家政策利好下,功率半导体将成为“中国芯”的最好突破口。为此,建议:

    一、进一步完善功率半导体产业发展政策,大力扶持硅材料功率半导体芯片技术攻关,立项支持硅材料功率半导体材料、芯片、器件等设计和制造工艺流程技术。经过多年布局和发展,我国在硅材料 IGBT芯片技术方面有一定的技术基础和沉淀,可以将集中突破硅材料6代功率芯片产品设计及批量制造工艺技 术作为发展重点,采取先易后难、解决“有无”问题的发展策略,尽快实现功率半导体芯片自主供给。

    二、加大新材料科技攻关。大数据传输、云计算、AI 技术、物联网,包括下一步的能源传输,对网络传输速度及容量提出了越来越高的要求,大功率芯片的市场需求非常大。从产业发展趋势看,碳化硅、氮化镓等新材料应用于功率半导体优势明显,是下一代功率半导体的核心技术方向。目前碳化硅、氮化镓市场处于起步阶段,国内厂商与海外传统巨头之间差距较小,国内企业有望在本土市场应用中实现弯道超车。 一是要把功率半导体新材料研发列入国家计划,全面部署,竭力抢占战略制高点。二是引导企业积极满足未来的应用需求,进行前瞻性布局。推动功率半导体龙头企业着力攻克一批产业发展关键技术、应用技术难题,在国际竞争中抢占先机。三是要避免对新概念的过热炒作。新材料从发现潜力到产业化,需要建立起高效的产学研体系,打造更加开放包容的投资环境。

    三、谨慎支持收购国外功率半导体企业。通过收购很难实现完全学会和掌握国际先进的功率半导体芯 片设计及制造工艺技术,同时海外工厂制造的产品仍然存在着无法出口到中国的危险。

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    • 2018年10月18日上午,由北京大学作为牵头单位,联合清华大学、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所、北京邮电大学、西安电子科技大学、广东省半导体产业技术研究院、华中科技大学、中国科学院上海技术物理研究所、中国电子科技集团公司第五十五研究所、湖南大学、厦门大学、中国科学院半导体研究所、北京科技大学、合肥彩虹蓝光科技有限公司等14家单位共同承担的国家重点研发计划“战略性先进电子材料”重点专项“氮化物半导体新结构材料和新功能器件研究”项目启动会,在北京西郊宾馆会议中心举行。 科技部高技术研究发展中心材料处处长史冬梅、“战略性先进电子材料”专项主管杨斌代表项目管理部门出席并指导项目启动的相关工作。出席项目启动会的专家包括南京大学郑有炓院士、北京大学甘子钊院士、基金委信息学部主任西安电子科技大学郝跃院士、基金委信息学部综合处潘庆处长、香港科技大学葛惟昆教授、苏州纳米所徐科研究员、全球能源互联网研究院邱宇峰教授、半导体所陈弘达研究员、李晋闽研究员、南京大学施毅教授、物理所韩秀峰研究员、北京大学沈波教授和王新强教授等。北京大学科研部副部长韦宇也应邀出席了启动会。 北京大学物理学院宽禁带半导体研究中心唐宁副教授作为项目负责人介绍了项目总体情况以及项目的实施方案。项目各课题负责人清华大学郝智彪教授、苏州纳米所边历峰研究员和唐宁分别汇报了所负责课题的概况、实施方案及近期研究进展。 唐宁介绍项目情况 该项目围绕后摩尔时代信息领域对分立光电子和电子器件的需求,开展基于氮化物半导体新结构材料和新功能器件的研究,重点突破氮化物半导体的零维量子点、一维量子线和二维量子阱及其复合结构等低维量子结构的制备,深入研究低维量子结构中载流子的输运/复合/跃迁及其调控规律,研制出单光子源、紫外红外双色探测器、太赫兹发射及探测器件和自旋场效应晶体管器件,形成具有自主知识产权的核心技术,为第三代半导体材料和器件的持续发展奠定基础。 专家组针对项目的研究内容进行了研讨与分析,在对项目充分肯定的同时,也对项目的基础科学创新、关键考核指标以及团队合作、项目管理等方面提出了宝贵的意见和建议,并预祝项目组顺利完成项目任务,推动我国在宽禁带半导体材料和器件领域的进一步发展。