4月8日,為了更好的推動學術研究和實際應用相結合,打通國產材料和器件到應用的“最后一公里”,第三代半導體產業技術創新戰略聯盟(以下簡稱聯盟)青年創新促進委員會“青芯”學術研討沙龍在深圳格蘭云天大酒店舉辦,旨在群策群力,發揮青年技術優勢,加快推動國內碳化硅技術和產業快速健康發展。
“青芯”沙龍現場
科技部高新司材料處副處長孟徽為“青芯”沙龍致辭
第三代半導體產業技術創新戰略聯盟秘書長 呂志輝致辭并發言
中科院半導體研究所 張峰研究員擔綱今天活動主持人
中航國際投資副總經理宋兵發言
中興通訊張濱博士作主題報告發言
比亞迪陳宇第六事業部寬禁帶器件產品部經理 陳宇作主題報告發言
泰科天潤半導體總工李志軍
中車株洲所博士 陳彥
廣東天域半導體研究員孫國勝
[pagebreak]
部分參會嘉賓留影
“青芯”沙龍現場
科技部高新司材料處副處長孟徽,第三代半導體產業技術創新戰略聯盟秘書長呂志輝、副秘書長于坤山、楊蘭芳等出席沙龍并發表講話。來自中興通訊、比亞迪、中車株洲所、中科院微電子所、泰科天潤半導體、中電集團55所、中電集團13所、西安電子科技大學、廣東天域半導體、山東大學、中科院半導體所等單位的代表將在會上做報告;天科合達、國家電網、山東天岳、中科院上海硅酸鹽所、中國工程物理研究院、瀚天天成、電子科技大學、中電集團二所等相關單位均派出代表參加討論。
參與此次學術沙龍代表主要為第三代半導體產業技術創新戰略聯盟青年創新促進委員會成員,包括來自寬禁帶碳化硅半導體基板、外延、器件(包括功率器件和光電器件)模塊和應用及設計領域的研發機構和企業,有從事生產管理工作的領導、工程技術和管理人員,也有從事半導體器件制備、負責器件設計的研究院所的專家,還有各個碳化硅半導體領域重大項目研究的大專院校學者。參會單位覆蓋碳化硅半導體行業上、中、下游的相關企事業單位。
科技部高新司材料處副處長孟徽為“青芯”沙龍致辭
科技部高新司材料處副處長孟徽在致辭中表示,科技部高新司曹國英司長非常關心前沿材料的及青年創新促進委員會的發展,也希望能為大家做好服務。同時,國務院于2014年部署國家科技計劃管理改革,計劃在2016年底前完成改革主體任務,科技部也已經發布重大研發計劃及2016年度重點專項申報指南,目前各重點專項都在申報之中。在科技部正式發布的《關于發布國家重點研發計劃高性能計算等重點專項2016年度項目申報指南的通知》中,其中在“戰略性先進電子材料”重點專項中對第三代半導體材料與半導體照明、高端光電子與微電子材料等4個方向部署35個任務作了部署。科技部想通過這次科技體制改革,解決原有科技計劃體系的重復、分散、封閉、低效等問題,進一步提高財政資金使用效益。通過全鏈條的部署,整合創新鏈、資金鏈及產業鏈實施一體化部署,推動學術研究和實際應用相結合,真正解決國產材料和器件到應用的“最后一公里”問題。此外,第三代半導體在國際和國內都處在一個非常好的發展階段,正處于科技革命和產業變革的前夜,今天國內許多各大科研院所及企業機構的青年科技骨干到場,這也是一個機會。如果我們能集中力量共同推動,相信若干年后一定能把產業推向更高端,在國際和國內都會占有一席之地。作為政府科技部門愿意為大家做好服務支撐,希望大家多與科技部溝通,共同努力把我國第三代半導體產業做大做強。
[pagebreak]
第三代半導體產業技術創新戰略聯盟秘書長 呂志輝致辭并發言
緊接著,第三代半導體產業技術創新戰略聯盟秘書長呂志輝介紹了國內第三代半導體資源呈現區域聚集態勢。他表示,其中北京研發力量全國最強,具有完整的SiC鏈條;長三角GaN鏈條比較完備,側重電力電子和微波射頻;珠三角半導體照明產業全國領先。
與此同時,呂志輝秘書長還以《打造協同創新大平臺》為題介紹聯盟階段性工作進展及2016年重點工作。他介紹,2016年度將依托聯盟探索機制體制創新,發起“第三代半導體協同創新行動計劃”,引導和推動相關企業廣泛參與,打造協調創新大平臺,共同提升產業的國際競爭力;依托聯盟,通過示范工程培育市場,推動國家重點專項及重大工程實施的模式創新。依托聯盟,通過全鏈條設計、一體化實施、全要素配置(研發平臺、轉化平臺、投融資平臺)、基地化發展,推動組織模式創新,打通全產業鏈條。
此外,聯盟和北京市科委共同承辦2016中國(北京)跨國技術轉移大會暨第三代半導體國際論壇將于11月15日-17日在北京國際會議中心舉辦。第三代半導體國際論壇(IFWS)作為其中核心內容,將圍繞第三代半導體技術發展路線、應用需求、集成創新等內容,分多個分會作深入探討。
[pagebreak]
中科院半導體研究所 張峰研究員擔綱今天活動主持人
接下來,中科院半導體研究所張峰研究員作為青委會代表發言,他講述了與西安電子科技大學郭輝副教授、山東天岳竇文濤市場經理、西安電子科技宋慶文、張藝蒙五人在2014年一次相聚交流中談起了目前工作在科技第一線、又是真正核心技術骨干都是三十五歲以下的工作在第一線,把從碳化硅和氮化鎵襯底、外延、器件、模塊以及系統應用形成一個小型青年產業鏈技術交流團隊,通過郭輝老師及諸位努力從最初的5人到目前138人發展非常迅速。目前我國在第三代半導體領域核心技術實力最雄厚的基本上都在青委會里面,所以一方面要承擔國家重任,另一方面把自己一技之長聯合起來,使得第三代半導體實現產業化,形成技術領引。也使得我們所研究技術能形成產品,能對產業對社會對國家貢獻自己的一份力量。
中航國際投資副總經理宋兵發言
中航國際投資副總經理宋兵表示,化合物半導體作為第三代半導體重要研究領域,中航國際投資也在該領域有布局,在2014年做出了戰略轉型,通過私募股權私募基金的方式,對與航空、軍工有關的相鄰相近相關的新材料、無人系統、關鍵元器件、5G通訊等等,其中與三安光電所投資的廈門三安集成項目,從砷化鎵起步,布局氮化鎵,IC設計,MOCVD設備以及下游封裝技術和設備開發。近期還會參與福建的碳化硅項目及海外并購等許多項目。對于碳化硅這塊中航有深厚認識,它是作為第三代半導體創新實力的體現,也承載著我們轉型升級的希望。同時它也是一個軍民深度融合的領域,所以中航國際投資作為一個投資戰略平臺愿意與在座青年才俊一起為行業作出努力。希望國家在新興材料領域,在基礎性戰略性先導性方面,通過我們資本連與大家人才鏈、技術鏈形成一個產業鏈。
[pagebreak]
中興通訊張濱博士作主題報告發言
在隨后的主題報告環節,來自中興通訊的張濱博士分享了“第三代半導體功率器件在信息通信中的應用”。他表示,中興通訊應用第三代半導體電力電子器件已經有數年,廣泛應用碳化硅二極管于各類通訊設備AC/DC電源;研究GaN HEMT在通信設備AC/DC、DC/DC電源中應用。他表示,GaN HEMT器件及應用還需要深入研究,國產化亟待開展。主要在器件的可靠性和成熟度、性能及可靠性驗收標準、瞬態工況下器件可靠性、驅動、封裝、國產化方面需要努力。
[pagebreak]
比亞迪陳宇第六事業部寬禁帶器件產品部經理 陳宇作主題報告發言
比亞迪陳宇第六事業部寬禁帶器件產品部經理陳宇通過對國外應用實例、新能源汽車的發展現狀、SiC器件在比亞迪新能源車上的使用情況、SiC器件使用問題探討四方面分享了“碳化硅器件新能源汽車應用及趨勢探討”。他表示,豐田汽車公司在“人與車科技展2015”(5月20~22日,太平洋橫濱國際會展中心)上,公布了配備SiC(碳化硅)功率半導體的混合動力車(HEV)的公路實驗成果。實驗于2015年2月在日本愛知縣豐田市啟動,豐田表示,截至目前,“已經確認燃效較原來改善了5%。通過優化動作控制,可以達到將燃效改善10%的目標”。
陳宇還解釋說,采用SiC器件對提高系統效率的擁有重要意義。 例如:純電動車汽車E6在城市運行狀況下續駛里程約300公里,百公里耗電19度,采用SiC MOSFET作為電池管理系統的功率器件,當燃效改善5%,即每百公里節約1度電。按照2016年國內新能源汽車的銷量將有望達到50萬輛左右,按每輛新能源汽車平均每天40公里計算,當采用SiC MOSFET作為汽車功率器件,每天可以節約近20萬度電,按火力發電折合為76噸煤。
[pagebreak]
陳宇還解釋說,采用SiC器件對提高系統效率的擁有重要意義。 例如:純電動車汽車E6在城市運行狀況下續駛里程約300公里,百公里耗電19度,采用SiC MOSFET作為電池管理系統的功率器件,當燃效改善5%,即每百公里節約1度電。按照2016年國內新能源汽車的銷量將有望達到50萬輛左右,按每輛新能源汽車平均每天40公里計算,當采用SiC MOSFET作為汽車功率器件,每天可以節約近20萬度電,按火力發電折合為76噸煤。
最后,陳宇還對目前在SiC器件使用情況及問題進行小結。他表示,一、SiC MOS高耐壓高開關速度特性給電源設計帶來新的選擇,但需要工程師開拓新的功能和找尋新的創意;二、SiC MOS現階段的應用仍比較低端,工程師器件選型仍優先考慮Si的器件,SiC處于從屬的位置,且電路優化不夠,主要是廠商市場宣傳力度不夠,前期的負面因素較多(價格昂貴);三、產業鏈斷層,缺少封裝材料和工藝,器件設計和工藝,尤其是器件工藝需要大力發展,現有器件仍存有問題(Vt shift,負壓較低,可靠性和一致性問題);四、行業標準的支持,充電樁轉換效率,電動車的能耗等等。
泰科天潤半導體總工李志軍
隨后,來自泰科天潤半導體總工李志軍帶來了“碳化硅產業的挑戰和機遇:30kW交直流電源的商業前景”主題報告。中車株洲所博士陳彥分享了 “碳化硅功率器件在軌道交通應用的現狀和問題”主題報告。廣東天域半導體研究員孫國勝解讀了“4H-SiC中的缺陷問題及其評價”報告。其中,孫國勝研究院從對SiC技術優勢與發展現、4H-SiC外延層中缺陷及其評價、Growth Pits及其對器件影響、Step Bunching及其對器件影響及天域公司4H-SiC外延進展進行詳細介紹。他表示,SiC材料的特性優于Si意味著Si元件通過變更設計無法實現的性能可以靠SiC來實現。三墾電氣曾預測將在2020年缺陷密度由現在的2cm-2,降低到 0.2cm-2 以下,在性能方面SiC可比Si更占優勢。
但成本問題一直是制約SiC技術應用的關鍵因素。措施是(1)Wafer Size: 增大晶片直徑,直接降低成本;(2)Defect Density: 減少缺陷密度,提高器件成品率,降低成本。例如,松下只是將日本的馬達效率提高1%,減少的電量就相當于一座中型核電站的發電量,其應用優勢及前景可期。
中車株洲所博士 陳彥
廣東天域半導體研究員孫國勝
成都電子科技大學張有潤博士
下午,來自成都電子科技大學張有潤副教授帶來了“電荷調制技術在高壓sic功率器件中的應用”主題報告;他從碳化硅功率器件概述開始講起,對電荷調制技術的應用及電子科技大學近年來的工作進行詳細介紹。來自中科院微電子所許恒宇副研究員則分享了“碳化硅功率器件新進展及其在智能電網上的應用”報告;中電集團13所房玉龍博士帶來了“13所SiC襯底外延技術進展”;
中電集團55所黃潤華博士
山東大學陳秀芳教授分享“SiC單晶研究進展”主題報告
中科院半導體所張峰研究員分享“SiC二維電子氣探索與研究”主題報告
中科院微電子所許恒宇副研究員分享“碳化硅功率器件新進展及其在智能電網上的應用”報告
中電集團13所房玉龍博士分享“13所SiC襯底外延技術進展”主題報告
中電集團55所黃潤華博士
中電集團55所黃潤華博士帶來了“55所碳化硅電力電子器件技術開發最新進展”;他主要從背景介紹、國際發展現狀及趨勢及55所研究進展和下一步工作進行闡述。對于國際發展現狀及趨勢,他表示,目前多國制定技術推進計劃,其中,美國:2014年,投資1.4億美元組建“下一代電力電子國家制造創新研究中心”,推進寬禁帶器件的技術創新和產業發展,以全面替代龐大的硅基電力電子產業;歐洲:寬禁帶半導體電力電子推進計劃,電動汽車、電網現代化;日本設立“國家碳化硅項目”,推動其在電動汽車、軌道交通、智能電網應用。
黃潤華博士還指出,目前產業已初具規模,市場爆發式增長。2014年SiC分立器件和模塊銷售均超過1億美元,高端應用將全面替代硅器件,2020年達10億美元。目前生產技術基于4英寸工藝;隨著市場規模的不斷增長、襯底技術日益成熟,正在升級到6英寸。20多家公司批量銷售SiC肖特基二極管系列產品;產品發展到第五代,采用MPS、薄片、溝槽等技術;在不斷提升性價比的同時,應用可靠性顯著提升。
[pagebreak]
黃潤華博士還指出,目前產業已初具規模,市場爆發式增長。2014年SiC分立器件和模塊銷售均超過1億美元,高端應用將全面替代硅器件,2020年達10億美元。目前生產技術基于4英寸工藝;隨著市場規模的不斷增長、襯底技術日益成熟,正在升級到6英寸。20多家公司批量銷售SiC肖特基二極管系列產品;產品發展到第五代,采用MPS、薄片、溝槽等技術;在不斷提升性價比的同時,應用可靠性顯著提升。
山東大學陳秀芳教授分享“SiC單晶研究進展”主題報告
山東大學陳秀芳教授分享了“SiC單晶研究進展”主題報告,她從的SiC 基本特性與結構,N型單晶生長、缺陷、電學性質及最新進展詳細講解。西安電子科技大學-宋慶文副教授帶來了“碳化硅厚膜少子壽命提升技術的探討”主題報告,他主要從,SiC超高壓器件(>10kV)研究現狀,存在的主要問題,少子壽命增強技術主要思路及西電碳化硅雙極器件方面研究進展進行主題剖析。
西安電子科技大學-宋慶文副教授作“碳化硅厚膜少子壽命提升技術的探討”主題報告
中科院半導體所張峰研究員分享“SiC二維電子氣探索與研究”主題報告
中科院半導體所張峰研究員分享了“SiC二維電子氣探索與研究”主題報告。他分別從SiC材料與器件研究意義、SiC二維電子氣研究、SiC 鐵電壓電器件研究進行介紹。他表示,對于SiC二維電子氣探索與研究其中SiC異質界面調控是關鍵,3C-SiC與AlN生長質量尤其重要,這也是提升載流子遷移率的一條途徑。
最后,在多個要點問題中討論中結束了一天的學術沙龍。
部分參會嘉賓留影