隨著新能源汽車、通訊基站、數(shù)據(jù)中心、軌道交通等市場(chǎng)需求不斷擴(kuò)大,第三代化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在成為各大省市爭(zhēng)奪的熱門新賽道。
近日,在首屆中國(guó)光谷九峰山論壇暨化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大會(huì)上,武漢東湖高新區(qū)高調(diào)宣布將以九峰山科技園和九峰山實(shí)驗(yàn)室為載體,構(gòu)建化合物半導(dǎo)體設(shè)備、材料、設(shè)計(jì)、芯片、器件、模塊、制造、封裝、檢測(cè)的全產(chǎn)業(yè)鏈體系。
無(wú)獨(dú)有偶,廣東也在廣州、深圳、珠海、東莞布局建設(shè)了多個(gè)化合物半導(dǎo)體產(chǎn)線項(xiàng)目,產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大。江蘇無(wú)錫同樣瞄準(zhǔn)了化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域,大力發(fā)展氮化鎵、碳化硅等半導(dǎo)體材料制造。后起之秀湖南長(zhǎng)沙亦針對(duì)包括第三代半導(dǎo)體在內(nèi)的半導(dǎo)體、集成電路產(chǎn)業(yè)出臺(tái)扶持政策,資助金總額達(dá)5000萬(wàn)元。
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第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長(zhǎng)吳玲在接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)指出,與集成電路相比,化合物半導(dǎo)體制造對(duì)下游制造環(huán)節(jié)設(shè)備的要求相對(duì)較低,投資額相對(duì)較小,還能在一定程度上擺脫對(duì)高精度光刻機(jī)為代表的加工設(shè)備依賴,是我國(guó)在半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突圍的關(guān)鍵賽道,將對(duì)未來國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局的重塑產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。
多地競(jìng)逐新賽道
隨著單質(zhì)半導(dǎo)體材料工藝已接近物理極限,其技術(shù)研發(fā)費(fèi)用劇增、制造節(jié)點(diǎn)的更新難度越來越大,“摩爾定律”的經(jīng)濟(jì)效益也在逐漸降低,這迫使全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)研發(fā)新的芯片材料。因此,砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)、碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等化合物半導(dǎo)體材料逐漸發(fā)展起來。
早在2016年,我國(guó)《“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中便提出要“發(fā)展先進(jìn)功能材料技術(shù),重點(diǎn)是第三代半導(dǎo)體材料”。2019年,氮化鎵單晶襯底、功率器件用氮化鎵外延片納入《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》。此后的“十四五”規(guī)劃綱要再次提出,在科技前沿領(lǐng)域攻關(guān)方面,集成電路領(lǐng)域包括設(shè)計(jì)工具、重點(diǎn)裝備和高純靶材等關(guān)鍵材料研發(fā),先進(jìn)存儲(chǔ)技術(shù)升級(jí),碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體發(fā)展。
為促進(jìn)化合物半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展,不僅國(guó)家鼓勵(lì)政策頻發(fā),地方政府也積極響應(yīng)。據(jù)第一財(cái)經(jīng)記者不完全統(tǒng)計(jì),包括北京、上海、廣州、深圳、武漢、西安、廈門、青島、東莞、長(zhǎng)沙、成都、無(wú)錫、常州、福州在內(nèi)的多個(gè)城市都相繼下發(fā)支持政策,政策紅利涉及集群培育、科研獎(jiǎng)勵(lì)、人才培育、項(xiàng)目招商、生產(chǎn)激勵(lì)等多個(gè)方面,推動(dòng)我國(guó)化合物半導(dǎo)體材料及器件研發(fā),帶動(dòng)我國(guó)各地半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集聚加速。
在廣東,位于廣州市黃埔區(qū)的粵芯半導(dǎo)體累計(jì)投資140億元的一、二期項(xiàng)目已全面達(dá)產(chǎn),投資162.5億元的三期項(xiàng)目預(yù)計(jì)將于2024年建成投產(chǎn)。在粵芯半導(dǎo)體的帶動(dòng)下,已有近150家半導(dǎo)體上下游企業(yè)簽約落地。為支持落地企業(yè)做大做強(qiáng),廣東還在籌劃300億元規(guī)模的半導(dǎo)體及集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金,其主投領(lǐng)域就包括汽車芯片、半導(dǎo)體材料設(shè)備、化合物半導(dǎo)體等主題。
江蘇無(wú)錫將化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)列為五大未來產(chǎn)業(yè)之一,將大力發(fā)展氮化鎵、碳化硅等半導(dǎo)體材料制造,支持氮化鎵、碳化硅、砷化鎵、磷化銦等化合物半導(dǎo)體器件和模塊的研發(fā)制造,并引導(dǎo)5G通信、新能源汽車、智能電網(wǎng)系統(tǒng)等領(lǐng)域企業(yè)推廣試用化合物半導(dǎo)體產(chǎn)品,提升系統(tǒng)和整機(jī)產(chǎn)品性能。
作為國(guó)內(nèi)四大集成電路產(chǎn)業(yè)基地之一,武漢光谷已形成存儲(chǔ)芯片、光芯片兩大產(chǎn)業(yè)方向,涵蓋設(shè)計(jì)、制造、裝備、材料以及分銷、模組等核心環(huán)節(jié)的完整產(chǎn)業(yè)體系,光電子產(chǎn)業(yè)集群規(guī)模占全國(guó)一半江山,為化合物半導(dǎo)體應(yīng)用提供廣闊的市場(chǎng)空間。同時(shí),半導(dǎo)體人才經(jīng)多年培養(yǎng),工程技術(shù)和研究人員超3萬(wàn)人。
目前,武漢光谷按照“一核三區(qū),雙軸交匯”的空間格局正式啟動(dòng)九峰山科技園建設(shè)。九峰山實(shí)驗(yàn)室首席運(yùn)營(yíng)官趙勇向第一財(cái)經(jīng)記者介紹,九峰山科技園“一核”即九峰山實(shí)驗(yàn)室科技創(chuàng)新核。今年3月,九峰山實(shí)驗(yàn)室工藝中心8寸中試線正式通線運(yùn)行,首批晶圓(高精密光柵)成功下線。這也標(biāo)志著實(shí)驗(yàn)室8寸0.15μm以上技術(shù)節(jié)點(diǎn)設(shè)備及工藝的全線打通,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高線密度、超高折射率、非周期性高精密光柵生產(chǎn)工藝空白。
配合固定資產(chǎn)投資最高獎(jiǎng)勵(lì)5億元、EDA創(chuàng)新最高補(bǔ)貼3000萬(wàn)元、流片最高補(bǔ)貼2000萬(wàn)元等的光谷集成電路專項(xiàng)政策,預(yù)計(jì)到2025年,九峰山科技園將聚集產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)100家以上,培育1~2家細(xì)分領(lǐng)域龍頭企業(yè),形成化合物半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)的生態(tài)。
痛點(diǎn)堵點(diǎn)待疏通
“當(dāng)前國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)由產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)上升為產(chǎn)業(yè)鏈之間的競(jìng)爭(zhēng),未來2~3年是化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵期,我國(guó)急需形成有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力產(chǎn)品的批量化供應(yīng)能力?!敝袊?guó)工程院院士、國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會(huì)主任干勇在論壇上指出,第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的應(yīng)用牽引的特點(diǎn),但目前仍存在產(chǎn)學(xué)研上下游缺乏有效整合、鏈條不通暢、企業(yè)弱小散、低水平重復(fù)建設(shè)等問題。
趙勇也直言:“大家可能覺得痛點(diǎn)是從0到1,但是從1到10也很難,10到N更困難?!彼J(rèn)為,從技術(shù)突破的角度來看,即便科研從無(wú)到有做出來了,但是如果沒有相應(yīng)的需求場(chǎng)景對(duì)其進(jìn)行拉動(dòng),技術(shù)的突破就沒有地方可以使用。同時(shí),新技術(shù)在1到10的過程中就無(wú)法在產(chǎn)品的產(chǎn)能和良率上得到保證。而要真正做到10到N的大規(guī)模生產(chǎn),更需要通過應(yīng)用對(duì)從實(shí)驗(yàn)室走出來的技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行“催熟”。
中國(guó)工程院院士、華中科技大學(xué)校長(zhǎng)尤政則指出,半導(dǎo)體是信息產(chǎn)業(yè)的基石,我國(guó)要憑借化合物半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)“彎道超車”,就必須加大產(chǎn)學(xué)研深度合作的力度,加強(qiáng)在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)W術(shù)型、工程型、技術(shù)型等多層次創(chuàng)新人才培養(yǎng),以重大項(xiàng)目為依托,加強(qiáng)行業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。
“從產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略制定技術(shù)戰(zhàn)略,從應(yīng)用端定義需求,再反哺到設(shè)計(jì)和工藝等領(lǐng)域?!眳橇岷粲酰髮W(xué)、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)要形成協(xié)同合作的機(jī)制,科研機(jī)構(gòu)既要承接大學(xué)的基礎(chǔ)研究課題,不斷給大學(xué)出題,告訴學(xué)界產(chǎn)業(yè)的需求在哪里,同時(shí)又要對(duì)接業(yè)界的力量,幫助企業(yè)迭代研發(fā)能力,通過示范應(yīng)用加速工程化技術(shù)迭代提升,培育細(xì)分領(lǐng)域龍頭企業(yè),推動(dòng)形成規(guī)模化生產(chǎn)能力,提升我國(guó)化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。
(文章來源:第一財(cái)經(jīng))
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