半導體產業網消息:第三代半導體產業是集成電路領域的重要組成部分,可廣泛用于新能源汽車、智能電網、軌道交通、半導體照明、新一代移動通信、消費類電子等領域,具有廣闊的應用前景,已經成為全球半導體產業新的戰略競爭高地。
為搶抓第三代半導體產業發展戰略機遇,培育發展新興產業,打造國內領先的第三代半導體產業高地,根據《山東省國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》、《山東省新一代信息技術產業專項規劃(2018-2022年)》和《山東省“十四五”制造強省建設規劃》,山東省工信廳近日出臺《山東省第三代半導體產業發展“十四五”規劃》,《規劃》提出,到2025年,山東省第三代半導體產業鏈鏈條完善,關鍵核心技術自主可控,保持第三代半導體關鍵材料市場領先地位。培育壯大產業帶動能力強的鏈主企業,提升芯片和器件設計能力,擴大應用場景,實現協同發展,打造百億級國家第三代半導體產業高地。
山東省第三代半導體產業發展現狀
經過多年發展,山東省第三代半導體產業形成了一定的產業基礎,極具發展潛力,擁有第三代半導體企業20余家,2020年實現主營業務收入38.7億元,主要呈現以下特點。
創新能力穩步提升。以山東大學為代表的高校和研究院所承擔了“973”、“863”等重大工程,科技支撐計劃、“核高基”等國家重大項目,擁有第三代半導體材料和器件等多項高水平原創性成果積累,成功制備了世界首枚硅基GaN垂直結構金屬氧化物場效應晶體管(MOSFET)及單片集成功率模塊,掌握了最新一代垂直結構功率器件及模塊制備的核心技術,填補了國內在第三代半導體垂直結構功率器件及模塊方面的空白。山東天岳已經全面攻克SiC晶體生產、襯底加工核心技術,SiC襯底產品性能達到國際先進水平。山東省建有“碳化硅半導體材料研發技術”國家地方聯合工程研究中心、新一代半導體材料集成攻關平臺、晶體材料國家重點實驗室、“半導體發光材料與器件”國家地方聯合工程實驗室、國家企業技術中心等國家級科研平臺,山東大學、青島科技大學等高校微電子學院的半導體相關專業積極推動教學創新和校企合作,為山東省開展第三代半導體研發工作提供了良好的人才儲備和條件保障。
產業鏈條逐步完善。山東在第三代半導體領域已經逐步形成了襯底材料、外延材料、芯片設計、器件制造與封測等較為完整的產業鏈,山東天岳是我國最大的SiC單晶材料供應商,浪潮華光在外延材料生長、芯片制備及器件封裝具有完備的產業基礎,為山東省發展第三代半導體產業奠定了堅實基礎。
融合應用日益深入。山東省在軌道交通牽引變流器、變頻逆變、家用電器、新能源汽車、光伏發電等領域擁有一定實力的企業,在汽車電子和家用電器方面,產業融合度不斷加深。隨著濟南比亞迪半導體有限公司、芯恩(青島)集成電路有限公司、青島惠科微電子有限公司、淄博美林電子有限公司的功率半導體芯片器件產線的建設和投產,將對第三代半導體材料的需求形成新的牽引。
到2025年,第三代半導體產業產值達到300億元
《規劃》提出,到2025年,山東省第三代半導體產業鏈鏈條完善,關鍵核心技術自主可控,保持第三代半導體關鍵材料市場領先地位。培育壯大產業帶動能力強的鏈主企業,提升芯片和器件設計能力,擴大應用場景,實現協同發展,打造百億級國家第三代半導體產業高地。
--創新能力顯著增強。引進并培養一批高端人才,壯大人才隊伍,建成第三代半導體國家地方聯合工程研究中心、產業技術創新中心、國家博士后科研工作站和院士工作站,搭建國際先進的第三代半導體公共研發、檢測和服務平臺,突破新材料、工藝裝備和芯片設計等核心關鍵技術,推動全產業鏈創新能力得到有效提升。
--產業鏈條持續完善。補齊產業鏈關鍵環節,努力打造國內領先、國際先進的產業集群,提升產業協同發展能力,形成結構合理、生態良好的第三代半導體產業體系。
--市場主體培育壯大。大力發展掌握核心技術、具有國際競爭力和影響力的龍頭企業,帶動發展掌握核心關鍵技術的特色企業,夯實第三代半導體產業發展根基。
--產業規模快速提升。抓住新能源汽車、汽車電子、5G應用、雙碳減排等新應用的市場機會,迅速做大產業規模。到2025年,第三代半導體材料、芯片、器件、模塊、應用等產值達到300億元。
先行先試,加快構建“5+N”區域布局
《規劃》中在產業布局中,支持濟南、青島、淄博、濰坊、濟寧等市先行先試,指導有條件的市做好產業配套,集中優勢資源支持第三代半導體關鍵技術突破、重點產品發展和重大項目建設,逐步做大產業規模。按照“政府引導、龍頭帶動、園區孵化、集群推進”的總體思路,發揮國家集成電路設計濟南產業化基地、青島嶗山微電子產業園、中德生態園集成電路產業基地、淄博齊魯智能微系統創新產業基地、濟寧省級信息技術產業基地等集聚優勢,加大龍頭企業支持力度,加快構建“5+N”區域布局。
濟南。發揮龍頭企業和重點項目的帶動支撐作用,以發展集成電路設計和規?;圃炀o密結合的產業集群為突破口,不斷提升集成電路設計水平,加速推動功率半導體產線實現制造產出,有效擴大封裝測試規模。依托SiC襯底材料技術優勢,面向新能源汽車、電力電子、航空航天等應用市場,支持企業加大第三代半導體材料的研發和產能投入,引導上下游企業加強合作,積極布局第三代半導體器件級封裝技術研發和創新,打造基于SiC基功率半導體器件生產集聚區,建成國內領先的第三代半導體產業基地。
青島。立足智能家電、軌道交通、新能源汽車等市場應用優勢,依托集成電路制造重大項目建設,以發展第三代半導體材料、芯片及器件設計、制造、封測為重點,通過抓龍頭、補短板、建平臺、育生態,實現產業規??焖贁U張、支撐能力顯著增強,加快培育自主可控產業生態。
濟寧。強鏈發展上游SiC、GaN襯底、外延材料生產制造產業,中游發展第三代半導體分立器件、功率器件及功能芯片產業,延鏈發展下游芯片封裝測試產業,同時向半導體應用及終端產品生產方向拓展,逐步形成較為完整的第三代半導體產業鏈,打造第三代半導體產業生產制造基地。
濰坊。積極布局第三代半導體材料、器件的研發,持續提升創新能力,推動器件產業化,提高產業鏈整體水平,優化項目建設環境,為項目推進創造良好條件。
淄博。圍繞工業控制、新能源汽車、光伏發電、儲能等領域,重點加快車用、充電樁用、新能源用芯片制造的產業化,推動SiC芯片和模塊設計品種多樣化,促進SiC模塊封裝規模化。
其他市。依托本地產業發展基礎和特色,突出差異化發展,加強同重點市的協調聯動,支持做好項目招引,逐步做大產業規模。
堅持全產業鏈協同發展,提升產業整體競爭能力
以技術和產品發展相對成熟的SiC、GaN材料為切入點,迅速做大第三代半導體產業規模。聚焦材料、外延、芯片、器件、封裝、設備和應用等第三代半導體產業鏈重點環節,加強產學研聯合,以合資、合作方式培育和吸引高水平企業,促進產業集聚和產業鏈協同,推動第三代半導體在電力電子、微波電子和半導體照明等領域的應用,打造第三代半導體產業發展高地。
1.提升材料制備和產業化能力。加速推進大尺寸SiC、GaN等單晶體材料生長及量產技術,突破SiC、GaN材料大直徑、低應力和低位錯缺陷等關鍵技術,全面提升4-8英寸GaN外延、SiC襯底單晶材料產業化能力。突破超硬晶體材料切割和拋光等關鍵核心技術,提升4-8英寸SiC、GaN襯底材料精密加工能力。加大對薄膜材料外延生長技術的支持力度,補足第三代半導體外延材料生長環節。推動Ga2O3等新一代超寬禁帶半導體材料的研發與產業化。
2.提升器件設計和制造能力。搭建第三代半導體研發、仿真設計平臺,大力扶持基于SiC、GaN等第三代半導體材料的功率、射頻、以及微型發光器件及芯片設計產業,圍繞SiC功率器件的新能源汽車應用和GaN功率器件的消費類快充及工業類電源市場,促進產學研合作以及成果轉化,引導器件設計企業上規模、上水平。
推進基于GaN、SiC的垂直型肖特基二極管(SBD)、金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)、高電子遷移率晶體管(HEMT)、大功率絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、微型發光二極管(Micro-LED)、高端傳感器、以及激光器等器件和模塊的研發制造,支持科研院所微納加工平臺建設。大力推動晶圓生產線建設項目,優先發展特色工藝制程器件制造,在關鍵電力電子器件方面形成系列產品,綜合性能達到國際先進水平。
3.提升封測技術和供給能力。重點開發基于第三代半導體的功率和電源管理芯片的封裝材料,解決高功率、高密度大芯片的封裝可靠性技術問題,積極引進先進封測生產線和技術研發中心,推動高端封裝測試工藝技術裝備的研制和生產效率的提升,提高產業鏈配套能力。
4.提升關鍵裝備支撐能力。布局“生長、切片、拋光、外延”等核心技術裝備,突破核心共性關鍵技術,通過關鍵設備牽引,實現分段工藝局部成套。突破SiC晶體可控生長環境精準檢測與控制技術、基于大數據分析的數字孿生及人工智能模擬技術,研制SiC單晶智能化生長裝備并實現產業化。提升清洗、研磨、切割等設備的生產能力以及設備的精度和穩定性。
優化產業發展環境,打造良好發展生態
1.建設公共技術平臺。整合省內優勢中堅力量,謀劃建設第三代半導體關鍵技術研究公共技術平臺,搭建國際先進的涵蓋第三代半導體晶體生長技術、器件物理研究、微納器件設計與加工技術、芯片封裝與測試等核心技術實體研發創新中心,提升研發水平和效率。建設國際先進的第三代半導體研發、檢測和服務公共平臺,開展芯片和器件關鍵技術攻關,研發具有自主知識產權的新材料、新工藝、新器件。深入開展核心關鍵技術研究、應用驗證、測試等,引入高溫離子注入系統、化學機械拋光系統、等離子刻蝕機等關鍵工藝設備,以及大型分析檢測測試設備,為產業協同發展提供服務支撐。
2.搭建成果轉化平臺。聚焦第三代半導體單晶材料生長技術,器件設計與制備技術,封裝與測試技術等領域,加快推進高校及研究院所科技成果與產業的對接,以共建聯合實驗室等形式落實成果轉移轉化,并加速推動成果產業化進程,實現我省在第三代半導體核心技術領域的彎道超車。
3.發展產業孵化平臺。支持地市、高校聯合國內外研發機構和重點企業,按照新型研發機構模式成立第三代半導體產業研究院,逐步建成國際先進、國內一流的第三代半導體科技孵化器,帶動產業鏈上下游協同發展。
培育優勢主體,拉動產業整體規??焖贁U大
1.壯大龍頭企業。加大對重點企業的關注和扶持力度,實行一企一策,協調解決企業發展關鍵制約點。優先將符合條件的產業鏈重點項目納入山東省新舊動能轉換重大項目庫,充分利用好新舊動能轉換政策,進行重點扶持;圍繞SiC、GaN等晶體材料、功率器件和模塊、照明與顯示器件和下游應用等產業鏈關鍵環節,培育壯大細分行業領軍企業。
2.融通產業環節。強化需求牽引的作用,從應用端需求入手,加強從材料、芯片、器件到模塊應用產業鏈上下游的深度合作。加強省內省外行業對接合作,精準招引、實施補鏈、延鏈、強鏈項目。沿鏈分批打造規模大、技術強、品牌響的“領航型”企業,培育細分領域的“專精特新”企業,促進產業鏈上下游、大中小企業緊密配套、融通發展,有效提升產業鏈供應鏈的穩定性和競爭力。
推動下游應用,拓寬產業發展渠道
1.搶抓市場機會,推動第三代半導體功率模塊產業化。面向第三代半導體器件在充電樁、電動汽車、家電等應用領域,提升芯片及模塊在電氣性能、散熱設計、可靠性、封裝材料等方面的性能,突破關鍵技術難題,掃清產業規模擴大的技術壁壘,加快實現模塊量產,降低生產成本,擴大應用規模,形成產業集聚,打造模組開發應用產業化的新高地。
2.加快國產化第三代半導體產品應用推廣。圍繞半導體照明、激光器、電力電子器件、高頻寬帶等具有市場潛力的領域,組織開展第三代半導體產品應用試點示范,加快市場滲透,提升國產化率,推動上中游產品在下游應用的快速驗證,形成以用興業的良性循環。(節選自:山東省第三代半導體產業發展“十四五”規劃)