打造第三代半导体产业发展高地,东莞有何优势?
2020-12-22 09:17 [编辑: jameswen]

2016年9月中国第三代半导体南方基地在东莞启动,这是国家继北京顺义基地之后在全国设立的第二个第三代半导体产业基地。

2018年6月,广东省首个第三代半导体制造业创新中心“宽禁带半导体材料、功率器件及应用技术创新中心”在松山湖成立。

2019年11月,广东省第三代半导体技术创新中心东莞基地在松山湖揭牌。

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在第三代半导体这个新赛道上,东莞为何能被委以重任?

东莞于第三代半导体的优势

01 拥有配套完整、规模庞大的电子信息产业集群

毗邻广州、深圳,被称为“世界工厂”的东莞,拥有配套完整、规模庞大的电子信息产业集群,是粤港澳大湾区科技创新走廊的重要节点。

作为电子信息产业的核心,第三代半导体产业也在东莞形成了规模集聚,并涌现出了中镓、天域等一批国内知名的半导体龙头企业,为发展第三代半导体产业打下了坚实基础。

第三代半导体以氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等宽禁带半导体材料为基础,是新型半导体照明、射频微波器件及、高功率密度电力电子器件的、核心,可广泛用于新型照明、5G、新能源汽车、智能电网、轨道交通、智能制造、雷达探测等诸多行业。

而东莞及其周边地区高度集中了华为、中兴、oppo、vivo、比亚迪、南方电网、南车、大疆等一批在全球有重要影响力的终端厂商,为东莞的第三代半导体发展提供了丰富的下游应用场景。

图片来源:拍信网正版图库

02 首抓知识产权,为第三代半导体产业保驾护航

2015年东莞成立第三代半导体产业专利联盟,并且推出“第三代半导体专利导航与创新服务平台 ”,这是国内首个专门针对第三代半导体产业而设立的专利服务平台,它将助力知识产权与科技、资本充分融合,帮助正确处理知识产权与政府、市场的关系,助推知识产权经济价值充分实现,并在创新驱动中取得新的进展。

国内企业普遍重申请,轻运营,在第三代半导体领域仍缺乏核心技术,同时更缺乏驾驭和运用知识产权制度促进该产业发展的理论和实践,所以极其需要科技工作者与知识产权法律专家共同携手,解决知识产权运用和保护问题。

东莞这张“专利牌”,将会帮助其率先掌握第三代半导体创新主动权。

03 依托北京大学东莞光电研究院,科技转化成果显著

2012年北京大学与东莞市政府共同组建北京大学东莞光电研究院,北大光电院依托北京大学物理学院及宽禁带半导体研究中心的技术及人才优势,紧密围绕第三代宽禁带半导体材料与器件未来发展的关键技术及产业化方面展开研究,特别在GaN单晶衬底的研究方面独树一帜。

东莞中镓半导体科技有限公司是光电研究院孵化的企业之一,以GaN复合衬底、蓝宝石PSS图形化衬底、GaN衬底激光剥离设备等为产业化突破口,已经拥有若干核心发明专利,目前主要产品PSS衬底产品已进入批量生产,微区激光剥离设备已经通过国内主要LED芯片生产商的产业化验证,并出口至美国。

公司在GaN衬底的生长装备技术、蓝宝石复合衬底技术以及蓝宝石图形化衬底产品等方面,均走在了国内前列。

此外,研究院积极开展技术对接与国内外合作交流,与北京大学、中山大学、半导体所等机构建立战略合作关系,并连续6年举办“第三代半导体发展战略国际论坛”,极大促进了东莞的第三代半导体事业发展。

04 日益增强的IC设计实力                                   

作为东莞市IC设计企业的集聚地,松山湖自2009年开始谋划发展集成电路产业,至今已累计引进IC设计企业50余家,形成在细分领域龙头企业带动下,一批有潜力的初创企业共同推动园区的集成电路设计产业格局,产业氛围日渐浓厚。

松山湖高新区从2009年起就瞄准IC设计环节定向引进和培育产业,并不断出台相关政策激励。2010年发布《关于促进东莞松山湖高新技术产业开发区集成电路产业发展试行办法》,后续相继发布《东莞松山湖高新技术产业开发区促进集成电路产业发展管理办法》以及《东莞松山湖促进集成电路设计产业发展扶持办法》。

另外,松山湖高新区投入专项资金500万元建设松山湖集成电路设计测试公共实验室。该实验室是在松山湖管委会指导下建设的公共性服务平台,具备芯片功能测试、性能测试、可靠性测试、环境测试等功能。该实验室已于2018年10月正式揭牌运营,为半导体企业提供芯片封装、芯片测试、芯片分析等服务。

如今,松山湖IC设计产业集聚效应已初步显现,并涌现出一批优秀的企业,包括专注于电池电源管理芯片的赛微微电子;台湾上市公司盛群半导体的大陆总部合泰半导体,以及开发出我国首款具有自主知识产权的胎压监测芯片的合微集成电路等等。

图片来源:拍信网正版图库

05 松山湖材料实验室助力第三代半导体发展

松山湖材料实验室以中科院物理研究所为牵头单位,由东莞市政府、中科院物理研究所和中科院高能物理研究所共建,布局前沿科学研究、创新样板工厂、公共技术平台和大科学装置、粤港澳交叉科学中心四大核心板块,形成“前沿基础研究→应用基础研究→产业技术研究→产业转化”的全链条研究模式。

实验室拥有一支第三代半导体材料与器件研究团队,以研发AlGaN基大功率紫外LED为导向,涵盖了从上游薄膜材料外延、中游芯片设计制备、到下游器件模组封装等全部产业链结构,目标产品将在照明、杀菌、医疗、印刷、生化检测、高密度的信息储存和保密通讯等领域具有重大应用价值。

另外,团队将构建外延片生长及表征系统、紫外LED芯片制备系统、AlN陶瓷基板及封装应用系统与应用级产品测试开发系统等四大板块,着力于解决紫外半导体器件的外延、芯片及模组等产业化关键技术问题,形成自主知识产权,最终实现紫外LED芯片和模组的产业化。

2020年8月,松山湖材料实验室SiC外延设备顺利验收和研发产线的成功建成,标志着松山湖材料实验室SiC及相关材料团队正式登上SiC外延的舞台。

12月实验室第三代半导体材料与器件团队联合北京大学、中国医学科学院,自主研发出高功率密度的深紫外集成光源模组,并成功验证光源对新型冠状病毒的超快速杀菌效果。松山湖材料实验室丰厚的科研成果,是驱动东莞第三代半导体发展的重要引擎。

东莞第三代半导体重点企业

天域半导体

成立于2009年,是中国首家专业从事第三代半导体SiC外延晶片研发、生产和销售的国家高新技术企业,其生长技术已达国际先进水平。2010年天域半导体与中国科学院半导体所合作成立了“SiC技术研究院”,联合进行“第三代半导体SiC外延晶片研发及产业化”,现已成为全球SiC外延晶片的主要生产商之一。

中镓半导体

成立于2009年,是国内首家专业生产GaN衬底材料的企业,相关产品技术达到国际先进乃至国际领先水平,目前是国内最大的衬底材料及半导体设备生产基地。

中图半导体

成立于2013年,是一家专注于高精密材料处理技术的高新技术企业,专业从事图形化蓝宝石衬底(PSS)的研发与生产,主营产品包括2-6英寸微米级PSS衬底。2020年9月,东莞中图第三代半导体衬底材料工程研究中心投资开建。

中晶半导体

主要以HVPE设备等系列精密半导体设备制造技术为支撑,GaN衬底为基础,重点发展Mini/MicroLED外延、芯片技术,并向新型显示模组方向延展;同时将以GaN衬底材料技术为基础,孵化VCSEL、电力电子器件、化合物半导体射频器件、车灯封装模组、激光器封装模组等国际前沿技术,并进行全球产业布局。

易事特:中国大型电源生产基地,新能源车充电桩和UPS电源龙头企业,跃居全球新能源企业500强,目前正在以功率器件的应用支撑公司系统开展基于GaN的高频电能变换技术创新研发工作。

总结

东莞作为世界制造业名城,在全球产业分工中占有重要地位。第三代半导体产业将加速“东莞制造”向“东莞智造”的转变,助力东莞乃至广东实现在半导体产业发展上的弯道超车。(文:化合物半导体市场,Rany)

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