11月，國內(nèi)外第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)程加速

　　2019年11月，國際第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上、中游各大企業(yè)繼續(xù)發(fā)力，上游龍頭企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)程加速，大力發(fā)展與應(yīng)用端的合作, 共同推動第三代半導(dǎo)體尤其是新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展，同時傳統(tǒng)的半導(dǎo)體企業(yè)也不甘落后，著手布局第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

　　電動汽車是未來各大汽車廠商的發(fā)展重點，未來交通將全面電動化，而第三代半導(dǎo)體創(chuàng)新則始于半導(dǎo)體材料襯底層面。SiC將為電動汽車中使用的半導(dǎo)體組件賦能更高的功率密度與更優(yōu)的性能。國內(nèi)各企業(yè)也紛紛抓住這一機(jī)遇，在技術(shù)和合作都有了較好的開始。

　　11月，SSLCHINA&IFWS 2019 在深圳會展中心盛大舉行。技術(shù)與產(chǎn)業(yè)分論壇命中技術(shù)熱點，預(yù)言技術(shù)及產(chǎn)業(yè)趨勢。

　　國際動態(tài)

　　2019年11月，國際第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上、中游各大企業(yè)繼續(xù)發(fā)力，上游龍頭企業(yè)擴(kuò)產(chǎn)進(jìn)程加速，大力發(fā)展與應(yīng)用端的合作, 共同推動第三代半導(dǎo)體尤其是新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展，同時傳統(tǒng)的半導(dǎo)體企業(yè)也不甘落后，著手布局第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

　　1、 上游巨頭科銳(CREE)分別在材料生產(chǎn)、貨源供應(yīng)以及應(yīng)用合作三大方面有了新的進(jìn)展：

　　材料生產(chǎn)

　　11月，科銳宣布完成首批200mm(8英寸)SiC晶圓的制樣，將實現(xiàn)2022年生產(chǎn)SiC晶片。今年9月，科銳(CREE)宣布將投資近10億美元，建造一座全新的采用最先進(jìn)技術(shù)并滿足車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)的8英寸功率和射頻(RF)晶圓制造工廠。目前已經(jīng)成功完成了首批8英寸SiC晶圓樣品的制備，為其此前宣布的量產(chǎn)計劃做好了前期準(zhǔn)備。

　　貨源供應(yīng)

　　科銳與意法半導(dǎo)體擴(kuò)大并延伸現(xiàn)有SiC晶圓供應(yīng)協(xié)議，該協(xié)議將原協(xié)議(2019年1月簽訂)金額由2.5億美元擴(kuò)大至5億美元，科銳將在未來數(shù)年向意法半導(dǎo)體提供先進(jìn)的150mm(6英寸) SiC裸晶圓和外延片。供應(yīng)協(xié)議的提升將進(jìn)一步保障意法半導(dǎo)體用于SiC基產(chǎn)品制造所需的襯底體量。同時意法半導(dǎo)體將在未來幾年實現(xiàn)SiC基產(chǎn)品的量產(chǎn)，幫助意法半導(dǎo)體應(yīng)對在全球范圍內(nèi)快速增長的SiC功率器件需求，特別是在汽車應(yīng)用和工業(yè)應(yīng)用。

　　應(yīng)用合作

　　科銳與ABB電網(wǎng)事業(yè)部宣布合作，提供汽車和工業(yè)領(lǐng)域SiC解決方案，協(xié)議內(nèi)容包括在ABB功率半導(dǎo)體產(chǎn)品組合中將采用科銳WolfspeedSiC半導(dǎo)體產(chǎn)品，應(yīng)用于電網(wǎng)、火車、牽引、工業(yè)和電動交通等市場。ABB是歷史悠久的工業(yè)電力電氣化解決方案的全球市場領(lǐng)導(dǎo)者，科銳與ABB的合作將有助于科銳擴(kuò)大客戶基礎(chǔ)，進(jìn)入包括電網(wǎng)和高鐵在內(nèi)的新市場，并推進(jìn)其在電力、機(jī)車牽引、工業(yè)和電動汽車等市場的不斷提升;同時幫助ABB加快進(jìn)入正在快速擴(kuò)大的電動汽車(EV)市場。

　　2、 傳統(tǒng)半導(dǎo)體公司Soitec開始著手布局第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)：

　　部署SiC材料及應(yīng)用

　　2019年11月，法國半導(dǎo)體公司Soitec宣布與應(yīng)用材料公司啟動聯(lián)合研發(fā)項目，共同開發(fā)新一代SiC襯底。該項目旨在通過提供先進(jìn)技術(shù)與產(chǎn)品，提高SiC的可用性及性能，以滿足電動汽車、通信及工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域?qū)iC不斷上漲的需求。

　　SiC的大規(guī)模應(yīng)用一直受供應(yīng)量、良率及成本等因素的限制。Soitec將與應(yīng)用材料公司合作，聯(lián)手突破上述限制：Soitec將應(yīng)用其專利技術(shù)Smart CutTM(目前該技術(shù)廣泛應(yīng)用于SOI產(chǎn)品生產(chǎn))，保障芯片制造商材料供應(yīng);而應(yīng)用材料公司將在制程技術(shù)與生產(chǎn)設(shè)備方面提供支持。在此次研發(fā)項目中，兩家公司將在法國原子能委員會電子與信息技術(shù)實驗室(CEA-Leti)的襯底創(chuàng)新中心中增添一條SiC優(yōu)化襯底實驗生產(chǎn)線,此條生產(chǎn)線預(yù)計于2020年上半年開始運行，目標(biāo)為在2020年下半年生產(chǎn)SiC晶圓片樣品。

　　部署GaN材料及應(yīng)用

　　在布局SiC材料的同時，Soitec也在積極部署GaN材料相關(guān)的射頻及功率器件市場。今年5月，Soitec以3,000萬歐元現(xiàn)金收購GaN外延硅片材料供應(yīng)商EpiGaN公司。EpiGaN是比利時的一家提供GaN-on-Si、GaN-on-SiC外延片的企業(yè)，2010年從比利時微電子中心(IMEC)獨立。EpiGaN的GaN產(chǎn)品主要用于射頻元器件(包含但不限于5G器件)和傳感器應(yīng)用收購EpiGaN后，Soitec硅產(chǎn)品組合將得到進(jìn)一步的擴(kuò)展并補(bǔ)充，為射頻、功率系統(tǒng)創(chuàng)造新的工藝解決方案。EpiGaN將被整合成為Soitec的一個業(yè)務(wù)部門，收購EpiGaN還將為Soitec現(xiàn)有的Power-SOI產(chǎn)品創(chuàng)造新的增長空間。

　　3、 德國企業(yè)博世(BOSCH)11月宣布，目前正在研發(fā)SiC半導(dǎo)體，用以進(jìn)一步提升電動車的能源使用效率，預(yù)計該半導(dǎo)體材料將于 2020 年開始投產(chǎn)。

　　國內(nèi)動態(tài)

　　電動汽車是未來各大汽車廠商的發(fā)展重點，未來交通將全面電動化，而第三代半導(dǎo)體創(chuàng)新則始于半導(dǎo)體材料與襯底層面。SiC將為電動汽車中使用的半導(dǎo)體組件賦能更高的功率密度與更優(yōu)的性能。國內(nèi)各企業(yè)也紛紛抓住這一機(jī)遇，在技術(shù)和合作都有了較好的開始。

　　1、 青銅劍科技、基本半導(dǎo)體聯(lián)合發(fā)布SiC電控解決方案

　　青銅劍科技、基本半導(dǎo)體聯(lián)合發(fā)布了面向新能源汽車電機(jī)控制器的全SiC器件解決方案，采用自主研發(fā)的1200VSiC MOSFET芯片及車規(guī)級功率模塊封裝，配合穩(wěn)定可靠的SiC門極驅(qū)動器，將有效提升新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)關(guān)鍵部件性能。

　　基本半導(dǎo)體專門針對碳化硅器件的材料制備、芯片設(shè)計、制造工藝、封裝測試、驅(qū)動應(yīng)用等各方面進(jìn)行研發(fā)，覆蓋產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)?；讵氂械腟iC外延技術(shù)，基本半導(dǎo)體SiC功率器件性能達(dá)到國際先進(jìn)水平，推出的車規(guī)級全SiC功率模塊，內(nèi)部集成兩單元1200V/200A SiC MOSFET和SiC續(xù)流二極管，產(chǎn)品充分發(fā)揮SiC功率器件的性能優(yōu)勢，采用最新的SiC MOSFET設(shè)計生產(chǎn)工藝，柵極電輸入電容、內(nèi)部寄生電感、熱阻等多項參數(shù)達(dá)到業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。

　　青銅劍科技專門提供電力電子核心元器件產(chǎn)品和解決方案服務(wù)。根據(jù)不同應(yīng)用需求，針對不同廠家的SiC器件配套推出了SiCMOSFET驅(qū)動方案，具有60kHz至100kHz高工作頻率、100kV/μs高抗干擾能力、快速短路保護(hù)響應(yīng)等特點。青銅劍科技SiCMOSFET驅(qū)動方案有助于充分發(fā)揮SiC功率器件高溫、高頻、高壓的優(yōu)勢，可廣泛應(yīng)用于汽車的傳動系統(tǒng)、電池充電器、直流變換器，以及工業(yè)的光伏逆變器、馬達(dá)驅(qū)動器、不間斷電源、開關(guān)模式電源等領(lǐng)域。

　　2、 國內(nèi)外下游應(yīng)用企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合

　　2019年11月，比亞迪股份有限公司與豐田汽車公司簽訂合資協(xié)議成立純電動車的研發(fā)公司。新公司將于2020年在中國正式成立，豐田與比亞迪各出資50%。新公司將開展純電動車及該車輛所用平臺、零件的設(shè)計、研發(fā)等相關(guān)業(yè)務(wù)。該公司將由雙方從事相關(guān)業(yè)務(wù)的人員組建。新公司的成立有助于提升比亞迪在純電動車市場的競爭力，在研發(fā)品質(zhì)、安全能力等方面與豐田強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合。

　　第十六屆中國國際半導(dǎo)體照明論壇技術(shù)與產(chǎn)業(yè)分論壇命中技術(shù)熱點，預(yù)言技術(shù)及產(chǎn)業(yè)趨勢。

　　1、 光電子技術(shù)及應(yīng)用

　　光電子領(lǐng)域，紫外LED器件、Micro/Mini LED等新型顯示、汽車照明等都成為熱點發(fā)展方向。另外，結(jié)合智能家居的智慧照明受到了廣泛關(guān)注。

　　紫外LED器件的潛在市場規(guī)模體量相較其他材料仍然偏小，但是紫外器件特別是紫外傳感器、紫外探測器、紫外光電器件在國防航天、消防報警、殺毒應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。紫外LED技術(shù)仍然處于研發(fā)階段，關(guān)鍵問題在于如何提高紫外LED的效率。從不同紫外器件進(jìn)展來看，UVA LED目前進(jìn)展稍微快，基本開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化。UVC LED仍然處在研發(fā)問題階段，探測器的進(jìn)展要稍微快于LED器件。

　　在Mini LED等新型顯示及工程應(yīng)用領(lǐng)域，短期內(nèi)最適宜國內(nèi)企業(yè)探討攜手發(fā)展的技術(shù)路線是 Mini LED背光結(jié)合LCD技術(shù)：既能消化面板產(chǎn)能，又能提升LED用量;同時由于量產(chǎn)技術(shù)也相對成熟，隨著芯片技術(shù)進(jìn)步、轉(zhuǎn)移技術(shù)發(fā)展、封裝形式多樣化、驅(qū)動IC技術(shù)的不斷成熟，驅(qū)使成本不斷下降，可與國外OLED技術(shù)路線進(jìn)行競爭。直接顯示的Micro LED產(chǎn)品將是未來的最終方向，但目前紅光技術(shù)問題仍待解決，加之成本過高，企業(yè)及研究機(jī)構(gòu)希望通過藍(lán)光LED+量子點材料進(jìn)行RGB色彩轉(zhuǎn)換，目前正在紛紛布局相關(guān)研究。

　　在汽車照明方面，由于2019年汽車行業(yè)整體不景氣，國產(chǎn)車銷量疲軟，國內(nèi)LED企業(yè)車用器件銷量不高。且由于汽車照明對散熱、一致性、可靠性要求高，國內(nèi)器件使用仍面臨障礙。國內(nèi)企業(yè)競爭策略應(yīng)該從尾燈、信號燈切入，布局相關(guān)研究，并不需要在前照燈等與國內(nèi)外技術(shù)差距較大的領(lǐng)域硬碰硬。未來智能駕駛時代，汽車燈具和顯示器將成為各種傳感器的載體，其軟件和通信方面的占比會越來越高，傳統(tǒng)車燈龍頭已經(jīng)轉(zhuǎn)向軟件和通信。

　　2、 功率電子技術(shù)及應(yīng)用

　　功率電子技術(shù)領(lǐng)域，預(yù)計到2024年寬禁帶半導(dǎo)體功率電子器件(SiC&GaN)的市場占有率將由目前的2.3%增加到接近10%。

　　目前國際典型的SIC功率器件，電壓可實現(xiàn)650V/1200V/1700V，電流5A/10A/20A/40A/100A/150A/200A。雖然單芯片已經(jīng)可以達(dá)到200A/1200V，但對于電力推進(jìn)、電力轉(zhuǎn)換、軌道交通等領(lǐng)域，單芯片的功率容量仍需要進(jìn)一步提升。SiC功率電子在新能源汽車上的應(yīng)用仍然是關(guān)注重點，SiC器件損耗降低，助力汽車輕量化發(fā)展。器件結(jié)構(gòu)方面，雖然目前市面依然是以平面結(jié)構(gòu)(planar)技術(shù)為主流，但功率密度提升的需求將會驅(qū)動功率器件的槽柵結(jié)構(gòu)(Trench)技術(shù)成為主流。

　　GaN功率電子技術(shù)逐步邁向產(chǎn)業(yè)化階段，隨著目前GaN功率器件在快充市場的應(yīng)用逐步被打開，高效率、小尺寸、高可靠、門極驅(qū)動集成IC、8英寸代工等成為會場熱詞。

　　3、 微波射頻技術(shù)及應(yīng)用

　　技術(shù)方面，大會論壇關(guān)注GaN微波射頻器件及其單片集成電路材料外延、建模、設(shè)計與制造、可靠性技術(shù)及HEMT器件在移動通信中的應(yīng)用等各方面

　　應(yīng)用方面，隨著5G商業(yè)化正式落地，GaN微波射頻在5G方面的技術(shù)及應(yīng)用成為關(guān)注重點。5G的商業(yè)化落地促使終端射頻前端模塊模塊量價齊升。5G應(yīng)用中，由于5G宏站需要提供連續(xù)性覆蓋，覆蓋范圍在100m以上，如實現(xiàn)與4G相同的覆蓋率，5G宏站數(shù)量約為4G基站的1.2-1.4倍;小基站應(yīng)用于熱點區(qū)域或更高容量的業(yè)務(wù)場景，覆蓋范圍在100m以內(nèi)，數(shù)量保守估計是宏基站的2倍，預(yù)計未來5G小基站將達(dá)到700萬個。早期市場主要是宏基站，中后期小基站將會成迅速發(fā)展，預(yù)計2020年以后將會快速增長。2019-2022年，國內(nèi)基站預(yù)計需求 4inch GaN RF wafer 60-80萬片。