導讀:汽車電子、5G技術、新能源汽車、軌道交通等產業的快速發展,提高了電子技術對高溫、高功率、高壓、高頻的器件需求,於是第三代半導體應運而生。第三代半導體主要包括碳化硅(SiC)、氮化鋁(AlN)、氮化鎵(GaN)、金剛石、氧化鋅(ZnO),其中,發展較為成熟的是SiC和GaN。美、日、歐等各國對此進行了積極的戰略部署,英飛凌、羅姆、德儀半導體、意法半導體等國際廠商也紛紛開始在第三代半導體上有所動作,使得第三代半導體材料引發全球矚目,並成為半導體技術研究前沿和產業競爭焦點。加之,台積電、世界先進、穩懋、X-Fab、漢磊及環宇等一眾台系代工廠參與到第三代半導體的發展,逐漸將第三代半導體推上了C位。

政策分析:

2015年5月,國務院印發了《中國製造2025》。其中,4次提到了以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體功率器件。

2018年7月,國內首個《第三代半導體電力電子技術路線圖》正式發布。路線圖主要從襯底/外延/器件、封裝/模塊、SiC應用、GaN應用等四個方面展開論述,提出了中國發展第三代半導體電力電子技術的路徑建議和對未來產業發展的預測。

到目前為止,國內已有四條4/6英寸SiC生產/中試線和三條GaN生產/中試線相繼投入使用,並在建多個與第三代半導體相關的研發中試平台。國產化的單晶襯底、外延片所佔市場份額不斷擴大,國產化的SiC二極體和Mosfet開始進入市場,國產GaN微波和射頻器件在國防和通訊領域發揮主導作用。

中國晶元產業已經形成良好的發展態勢,中國兩大晶元製造巨頭華虹和中芯你追我趕,先導研發達到7-5nm。

據悉,華虹集團集成電路製造業務的2018年度主營業務銷售收入達16.05億美元,年增長15.06%。華力首顆28納米低功耗無線通訊數據處理晶元已實現量產,CIS(圖像感測器)晶元工藝技術進入全球領先陣營。據介紹,華虹累計專利申請總量超過1.2萬件,已獲授權6442件。除了28nm工藝,14nm工藝已經開始研發,先導研發達到7-5nm。

華虹五廠

中國另一晶圓代工廠中芯國際日前發布了截至 2018年12月31日的2018年第4季財報。根據資料顯示, 2018年全年營收 33.6億美元,較 2017年增長了8.3%。中芯國際表示,第一代FinFET 14納米技術進入客戶驗證階段,產品可靠度與良率已進一步提升。同時,12 納米的技術開發也開始有所突破。與14納米製程相比,中芯國際的12納米製程功耗降低了20%,性能提升了10%,錯誤率降低了20%。而目前流程設計套件已準備就緒,同時IP驗證正在進行中。

中芯國際北京廠生產車間

縱觀全球晶圓代工廠,龍頭企業台積電已量產7nm、5nm即將登場,三星亦已量產7nm,有著在先進位程上與台積電一拼到底之勢,中芯國際雖然與台積電等仍落後兩代,但距離正在逐漸縮小;而隨著格芯宣布擱置7nm FinFET項目、聯電不再投資12nm以下製程,未來中芯國際或有希望在先進位程方面突圍。

中芯國際生產線

材料方面,國產化5G通信晶元用氮化鎵材料日前在西電蕪湖研究院試製成功,這標誌著今後國內各大晶元企業生產5G通信晶元,有望用上國產材料。根據TrendForce最新研究報告顯示,2018年,中國IC設計業的收入已經達到了2515億元,年增長率為23%。其中,海思,紫光展銳和北京豪威位列前三。可以這麼說,目前中國晶元產業已經形成良好的發展態勢,未來躋身全球晶元強國之列不是夢。

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