4月8日,為了更好的推動學(xué)術(shù)研究和實際應(yīng)用相結(jié)合,打通國產(chǎn)材料和器件到應(yīng)用的“最后一公里”,第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(以下簡稱聯(lián)盟)青年創(chuàng)新促進委員會“青芯”學(xué)術(shù)研討沙龍在深圳格蘭云天大酒店舉辦,旨在群策群力,發(fā)揮青年技術(shù)優(yōu)勢,加快推動國內(nèi)碳化硅技術(shù)和產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展。

“青芯”沙龍現(xiàn)場

科技部高新司材料處副處長孟徽為“青芯”沙龍致辭

第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長 呂志輝致辭并發(fā)言

中科院半導(dǎo)體研究所 張峰研究員擔(dān)綱今天活動主持人

中航國際投資副總經(jīng)理宋兵發(fā)言

中興通訊張濱博士作主題報告發(fā)言

比亞迪陳宇第六事業(yè)部寬禁帶器件產(chǎn)品部經(jīng)理 陳宇作主題報告發(fā)言

泰科天潤半導(dǎo)體總工李志軍

中車株洲所博士 陳彥

廣東天域半導(dǎo)體研究員孫國勝
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部分參會嘉賓留影

“青芯”沙龍現(xiàn)場
科技部高新司材料處副處長孟徽,第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長呂志輝、副秘書長于坤山、楊蘭芳等出席沙龍并發(fā)表講話。來自中興通訊、比亞迪、中車株洲所、中科院微電子所、泰科天潤半導(dǎo)體、中電集團55所、中電集團13所、西安電子科技大學(xué)、廣東天域半導(dǎo)體、山東大學(xué)、中科院半導(dǎo)體所等單位的代表將在會上做報告;天科合達(dá)、國家電網(wǎng)、山東天岳、中科院上海硅酸鹽所、中國工程物理研究院、瀚天天成、電子科技大學(xué)、中電集團二所等相關(guān)單位均派出代表參加討論。
參與此次學(xué)術(shù)沙龍代表主要為第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟青年創(chuàng)新促進委員會成員,包括來自寬禁帶碳化硅半導(dǎo)體基板、外延、器件(包括功率器件和光電器件)模塊和應(yīng)用及設(shè)計領(lǐng)域的研發(fā)機構(gòu)和企業(yè),有從事生產(chǎn)管理工作的領(lǐng)導(dǎo)、工程技術(shù)和管理人員,也有從事半導(dǎo)體器件制備、負(fù)責(zé)器件設(shè)計的研究院所的專家,還有各個碳化硅半導(dǎo)體領(lǐng)域重大項目研究的大專院校學(xué)者。參會單位覆蓋碳化硅半導(dǎo)體行業(yè)上、中、下游的相關(guān)企事業(yè)單位。

科技部高新司材料處副處長孟徽為“青芯”沙龍致辭
科技部高新司材料處副處長孟徽在致辭中表示,科技部高新司曹國英司長非常關(guān)心前沿材料的及青年創(chuàng)新促進委員會的發(fā)展,也希望能為大家做好服務(wù)。同時,國務(wù)院于2014年部署國家科技計劃管理改革,計劃在2016年底前完成改革主體任務(wù),科技部也已經(jīng)發(fā)布重大研發(fā)計劃及2016年度重點專項申報指南,目前各重點專項都在申報之中。在科技部正式發(fā)布的《關(guān)于發(fā)布國家重點研發(fā)計劃高性能計算等重點專項2016年度項目申報指南的通知》中,其中在“戰(zhàn)略性先進電子材料”重點專項中對第三代半導(dǎo)體材料與半導(dǎo)體照明、高端光電子與微電子材料等4個方向部署35個任務(wù)作了部署。科技部想通過這次科技體制改革,解決原有科技計劃體系的重復(fù)、分散、封閉、低效等問題,進一步提高財政資金使用效益。通過全鏈條的部署,整合創(chuàng)新鏈、資金鏈及產(chǎn)業(yè)鏈實施一體化部署,推動學(xué)術(shù)研究和實際應(yīng)用相結(jié)合,真正解決國產(chǎn)材料和器件到應(yīng)用的“最后一公里”問題。此外,第三代半導(dǎo)體在國際和國內(nèi)都處在一個非常好的發(fā)展階段,正處于科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的前夜,今天國內(nèi)許多各大科研院所及企業(yè)機構(gòu)的青年科技骨干到場,這也是一個機會。如果我們能集中力量共同推動,相信若干年后一定能把產(chǎn)業(yè)推向更高端,在國際和國內(nèi)都會占有一席之地。作為政府科技部門愿意為大家做好服務(wù)支撐,希望大家多與科技部溝通,共同努力把我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)做大做強。
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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)盟秘書長 呂志輝致辭并發(fā)言
緊接著,第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長呂志輝介紹了國內(nèi)第三代半導(dǎo)體資源呈現(xiàn)區(qū)域聚集態(tài)勢。他表示,其中北京研發(fā)力量全國最強,具有完整的SiC鏈條;長三角GaN鏈條比較完備,側(cè)重電力電子和微波射頻;珠三角半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)全國領(lǐng)先。
與此同時,呂志輝秘書長還以《打造協(xié)同創(chuàng)新大平臺》為題介紹聯(lián)盟階段性工作進展及2016年重點工作。他介紹,2016年度將依托聯(lián)盟探索機制體制創(chuàng)新,發(fā)起“第三代半導(dǎo)體協(xié)同創(chuàng)新行動計劃”,引導(dǎo)和推動相關(guān)企業(yè)廣泛參與,打造協(xié)調(diào)創(chuàng)新大平臺,共同提升產(chǎn)業(yè)的國際競爭力;依托聯(lián)盟,通過示范工程培育市場,推動國家重點專項及重大工程實施的模式創(chuàng)新。依托聯(lián)盟,通過全鏈條設(shè)計、一體化實施、全要素配置(研發(fā)平臺、轉(zhuǎn)化平臺、投融資平臺)、基地化發(fā)展,推動組織模式創(chuàng)新,打通全產(chǎn)業(yè)鏈條。
此外,聯(lián)盟和北京市科委共同承辦2016中國(北京)跨國技術(shù)轉(zhuǎn)移大會暨第三代半導(dǎo)體國際論壇將于11月15日-17日在北京國際會議中心舉辦。第三代半導(dǎo)體國際論壇(IFWS)作為其中核心內(nèi)容,將圍繞第三代半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線、應(yīng)用需求、集成創(chuàng)新等內(nèi)容,分多個分會作深入探討。
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中科院半導(dǎo)體研究所 張峰研究員擔(dān)綱今天活動主持人
接下來,中科院半導(dǎo)體研究所張峰研究員作為青委會代表發(fā)言,他講述了與西安電子科技大學(xué)郭輝副教授、山東天岳竇文濤市場經(jīng)理、西安電子科技宋慶文、張藝蒙五人在2014年一次相聚交流中談起了目前工作在科技第一線、又是真正核心技術(shù)骨干都是三十五歲以下的工作在第一線,把從碳化硅和氮化鎵襯底、外延、器件、模塊以及系統(tǒng)應(yīng)用形成一個小型青年產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)交流團隊,通過郭輝老師及諸位努力從最初的5人到目前138人發(fā)展非常迅速。目前我國在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域核心技術(shù)實力最雄厚的基本上都在青委會里面,所以一方面要承擔(dān)國家重任,另一方面把自己一技之長聯(lián)合起來,使得第三代半導(dǎo)體實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,形成技術(shù)領(lǐng)引。也使得我們所研究技術(shù)能形成產(chǎn)品,能對產(chǎn)業(yè)對社會對國家貢獻(xiàn)自己的一份力量。

中航國際投資副總經(jīng)理宋兵發(fā)言
中航國際投資副總經(jīng)理宋兵表示,化合物半導(dǎo)體作為第三代半導(dǎo)體重要研究領(lǐng)域,中航國際投資也在該領(lǐng)域有布局,在2014年做出了戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型,通過私募股權(quán)私募基金的方式,對與航空、軍工有關(guān)的相鄰相近相關(guān)的新材料、無人系統(tǒng)、關(guān)鍵元器件、5G通訊等等,其中與三安光電所投資的廈門三安集成項目,從砷化鎵起步,布局氮化鎵,IC設(shè)計,MOCVD設(shè)備以及下游封裝技術(shù)和設(shè)備開發(fā)。近期還會參與福建的碳化硅項目及海外并購等許多項目。對于碳化硅這塊中航有深厚認(rèn)識,它是作為第三代半導(dǎo)體創(chuàng)新實力的體現(xiàn),也承載著我們轉(zhuǎn)型升級的希望。同時它也是一個軍民深度融合的領(lǐng)域,所以中航國際投資作為一個投資戰(zhàn)略平臺愿意與在座青年才俊一起為行業(yè)作出努力。希望國家在新興材料領(lǐng)域,在基礎(chǔ)性戰(zhàn)略性先導(dǎo)性方面,通過我們資本連與大家人才鏈、技術(shù)鏈形成一個產(chǎn)業(yè)鏈。
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中興通訊張濱博士作主題報告發(fā)言
在隨后的主題報告環(huán)節(jié),來自中興通訊的張濱博士分享了“第三代半導(dǎo)體功率器件在信息通信中的應(yīng)用”。他表示,中興通訊應(yīng)用第三代半導(dǎo)體電力電子器件已經(jīng)有數(shù)年,廣泛應(yīng)用碳化硅二極管于各類通訊設(shè)備AC/DC電源;研究GaN HEMT在通信設(shè)備AC/DC、DC/DC電源中應(yīng)用。他表示,GaN HEMT器件及應(yīng)用還需要深入研究,國產(chǎn)化亟待開展。主要在器件的可靠性和成熟度、性能及可靠性驗收標(biāo)準(zhǔn)、瞬態(tài)工況下器件可靠性、驅(qū)動、封裝、國產(chǎn)化方面需要努力。
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比亞迪陳宇第六事業(yè)部寬禁帶器件產(chǎn)品部經(jīng)理 陳宇作主題報告發(fā)言
比亞迪陳宇第六事業(yè)部寬禁帶器件產(chǎn)品部經(jīng)理陳宇通過對國外應(yīng)用實例、新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀、SiC器件在比亞迪新能源車上的使用情況、SiC器件使用問題探討四方面分享了“碳化硅器件新能源汽車應(yīng)用及趨勢探討”。他表示,豐田汽車公司在“人與車科技展2015”(5月20~22日,太平洋橫濱國際會展中心)上,公布了配備SiC(碳化硅)功率半導(dǎo)體的混合動力車(HEV)的公路實驗成果。實驗于2015年2月在日本愛知縣豐田市啟動,豐田表示,截至目前,“已經(jīng)確認(rèn)燃效較原來改善了5%。通過優(yōu)化動作控制,可以達(dá)到將燃效改善10%的目標(biāo)”。
陳宇還解釋說,采用SiC器件對提高系統(tǒng)效率的擁有重要意義。 例如:純電動車汽車E6在城市運行狀況下續(xù)駛里程約300公里,百公里耗電19度,采用SiC MOSFET作為電池管理系統(tǒng)的功率器件,當(dāng)燃效改善5%,即每百公里節(jié)約1度電。按照2016年國內(nèi)新能源汽車的銷量將有望達(dá)到50萬輛左右,按每輛新能源汽車平均每天40公里計算,當(dāng)采用SiC MOSFET作為汽車功率器件,每天可以節(jié)約近20萬度電,按火力發(fā)電折合為76噸煤。
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陳宇還解釋說,采用SiC器件對提高系統(tǒng)效率的擁有重要意義。 例如:純電動車汽車E6在城市運行狀況下續(xù)駛里程約300公里,百公里耗電19度,采用SiC MOSFET作為電池管理系統(tǒng)的功率器件,當(dāng)燃效改善5%,即每百公里節(jié)約1度電。按照2016年國內(nèi)新能源汽車的銷量將有望達(dá)到50萬輛左右,按每輛新能源汽車平均每天40公里計算,當(dāng)采用SiC MOSFET作為汽車功率器件,每天可以節(jié)約近20萬度電,按火力發(fā)電折合為76噸煤。
最后,陳宇還對目前在SiC器件使用情況及問題進行小結(jié)。他表示,一、SiC MOS高耐壓高開關(guān)速度特性給電源設(shè)計帶來新的選擇,但需要工程師開拓新的功能和找尋新的創(chuàng)意;二、SiC MOS現(xiàn)階段的應(yīng)用仍比較低端,工程師器件選型仍優(yōu)先考慮Si的器件,SiC處于從屬的位置,且電路優(yōu)化不夠,主要是廠商市場宣傳力度不夠,前期的負(fù)面因素較多(價格昂貴);三、產(chǎn)業(yè)鏈斷層,缺少封裝材料和工藝,器件設(shè)計和工藝,尤其是器件工藝需要大力發(fā)展,現(xiàn)有器件仍存有問題(Vt shift,負(fù)壓較低,可靠性和一致性問題);四、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的支持,充電樁轉(zhuǎn)換效率,電動車的能耗等等。

泰科天潤半導(dǎo)體總工李志軍
隨后,來自泰科天潤半導(dǎo)體總工李志軍帶來了“碳化硅產(chǎn)業(yè)的挑戰(zhàn)和機遇:30kW交直流電源的商業(yè)前景”主題報告。中車株洲所博士陳彥分享了 “碳化硅功率器件在軌道交通應(yīng)用的現(xiàn)狀和問題”主題報告。廣東天域半導(dǎo)體研究員孫國勝解讀了“4H-SiC中的缺陷問題及其評價”報告。其中,孫國勝研究院從對SiC技術(shù)優(yōu)勢與發(fā)展現(xiàn)、4H-SiC外延層中缺陷及其評價、Growth Pits及其對器件影響、Step Bunching及其對器件影響及天域公司4H-SiC外延進展進行詳細(xì)介紹。他表示,SiC材料的特性優(yōu)于Si意味著Si元件通過變更設(shè)計無法實現(xiàn)的性能可以靠SiC來實現(xiàn)。三墾電氣曾預(yù)測將在2020年缺陷密度由現(xiàn)在的2cm-2,降低到 0.2cm-2 以下,在性能方面SiC可比Si更占優(yōu)勢。
但成本問題一直是制約SiC技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素。措施是(1)Wafer Size: 增大晶片直徑,直接降低成本;(2)Defect Density: 減少缺陷密度,提高器件成品率,降低成本。例如,松下只是將日本的馬達(dá)效率提高1%,減少的電量就相當(dāng)于一座中型核電站的發(fā)電量,其應(yīng)用優(yōu)勢及前景可期。

中車株洲所博士 陳彥

廣東天域半導(dǎo)體研究員孫國勝

成都電子科技大學(xué)張有潤博士
下午,來自成都電子科技大學(xué)張有潤副教授帶來了“電荷調(diào)制技術(shù)在高壓sic功率器件中的應(yīng)用”主題報告;他從碳化硅功率器件概述開始講起,對電荷調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用及電子科技大學(xué)近年來的工作進行詳細(xì)介紹。來自中科院微電子所許恒宇副研究員則分享了“碳化硅功率器件新進展及其在智能電網(wǎng)上的應(yīng)用”報告;中電集團13所房玉龍博士帶來了“13所SiC襯底外延技術(shù)進展”;

中電集團55所黃潤華博士

山東大學(xué)陳秀芳教授分享“SiC單晶研究進展”主題報告

中科院半導(dǎo)體所張峰研究員分享“SiC二維電子氣探索與研究”主題報告

中科院微電子所許恒宇副研究員分享“碳化硅功率器件新進展及其在智能電網(wǎng)上的應(yīng)用”報告

中電集團13所房玉龍博士分享“13所SiC襯底外延技術(shù)進展”主題報告

中電集團55所黃潤華博士
中電集團55所黃潤華博士帶來了“55所碳化硅電力電子器件技術(shù)開發(fā)最新進展”;他主要從背景介紹、國際發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢及55所研究進展和下一步工作進行闡述。對于國際發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢,他表示,目前多國制定技術(shù)推進計劃,其中,美國:2014年,投資1.4億美元組建“下一代電力電子國家制造創(chuàng)新研究中心”,推進寬禁帶器件的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,以全面替代龐大的硅基電力電子產(chǎn)業(yè);歐洲:寬禁帶半導(dǎo)體電力電子推進計劃,電動汽車、電網(wǎng)現(xiàn)代化;日本設(shè)立“國家碳化硅項目”,推動其在電動汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)應(yīng)用。
黃潤華博士還指出,目前產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模,市場爆發(fā)式增長。2014年SiC分立器件和模塊銷售均超過1億美元,高端應(yīng)用將全面替代硅器件,2020年達(dá)10億美元。目前生產(chǎn)技術(shù)基于4英寸工藝;隨著市場規(guī)模的不斷增長、襯底技術(shù)日益成熟,正在升級到6英寸。20多家公司批量銷售SiC肖特基二極管系列產(chǎn)品;產(chǎn)品發(fā)展到第五代,采用MPS、薄片、溝槽等技術(shù);在不斷提升性價比的同時,應(yīng)用可靠性顯著提升。
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黃潤華博士還指出,目前產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模,市場爆發(fā)式增長。2014年SiC分立器件和模塊銷售均超過1億美元,高端應(yīng)用將全面替代硅器件,2020年達(dá)10億美元。目前生產(chǎn)技術(shù)基于4英寸工藝;隨著市場規(guī)模的不斷增長、襯底技術(shù)日益成熟,正在升級到6英寸。20多家公司批量銷售SiC肖特基二極管系列產(chǎn)品;產(chǎn)品發(fā)展到第五代,采用MPS、薄片、溝槽等技術(shù);在不斷提升性價比的同時,應(yīng)用可靠性顯著提升。

山東大學(xué)陳秀芳教授分享“SiC單晶研究進展”主題報告
山東大學(xué)陳秀芳教授分享了“SiC單晶研究進展”主題報告,她從的SiC 基本特性與結(jié)構(gòu),N型單晶生長、缺陷、電學(xué)性質(zhì)及最新進展詳細(xì)講解。西安電子科技大學(xué)-宋慶文副教授帶來了“碳化硅厚膜少子壽命提升技術(shù)的探討”主題報告,他主要從,SiC超高壓器件(>10kV)研究現(xiàn)狀,存在的主要問題,少子壽命增強技術(shù)主要思路及西電碳化硅雙極器件方面研究進展進行主題剖析。

西安電子科技大學(xué)-宋慶文副教授作“碳化硅厚膜少子壽命提升技術(shù)的探討”主題報告

中科院半導(dǎo)體所張峰研究員分享“SiC二維電子氣探索與研究”主題報告
中科院半導(dǎo)體所張峰研究員分享了“SiC二維電子氣探索與研究”主題報告。他分別從SiC材料與器件研究意義、SiC二維電子氣研究、SiC 鐵電壓電器件研究進行介紹。他表示,對于SiC二維電子氣探索與研究其中SiC異質(zhì)界面調(diào)控是關(guān)鍵,3C-SiC與AlN生長質(zhì)量尤其重要,這也是提升載流子遷移率的一條途徑。
最后,在多個要點問題中討論中結(jié)束了一天的學(xué)術(shù)沙龍。

部分參會嘉賓留影