第三代半導體產(chǎn)業(yè)即將迎來爆發(fā)期

文／本刊記者 陳 杰

對于信息產(chǎn)業(yè)而言，半導體技術(shù)的重要性不言而喻，近些年，隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，半導體技術(shù)也隨之出現(xiàn)多次革命性迭代。作為產(chǎn)業(yè)最新技術(shù)，以氮化鎵為代表的第三代半導體技術(shù)已引發(fā)業(yè)界廣泛關(guān)注，產(chǎn)業(yè)基本上處于爆發(fā)的邊緣。

氮化鎵是第三代半導體材料之一，在半導體材料發(fā)展的三代技術(shù)中，第一代半導體材料以硅和鍺等元素為代表，奠定了微電子產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)；第二代半導體材料以砷化鎵和磷化銦為代表，奠定了信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)；以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導體材料，因具備禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導率大、電子飽和漂移速率高、抗輻射能力強等優(yōu)越性能，是固態(tài)光源和電力電子、微波射頻器件的“核芯”，在半導體照明顯示、新一代移動通信、能源互聯(lián)網(wǎng)、高速軌道交通、新能源汽車、消費類電子等領(lǐng)域有廣闊的應用前景，對節(jié)能減排、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、催生新的經(jīng)濟增長點將發(fā)揮重要作用。

近期，小米推出了一款65W氮化鎵充電器，引發(fā)市場對氮化鎵的強烈關(guān)注。據(jù)介紹，氮化鎵材料具備高功率、高頻率、高導熱等優(yōu)勢，用在充電領(lǐng)域可在輸出大功率的同時保持充電器體積可控，因此獲得不少終端廠商青睞。

當然，第三代半導體吸引的不僅僅是終端廠商，資本以及產(chǎn)業(yè)級的合作已然開啟。比如國內(nèi)企業(yè)康佳集團，就聚集團之力布局第三代半導體產(chǎn)業(yè)。作為一家中國領(lǐng)先的電子信息上市企業(yè)，半導體集成電路是康佳集團的核心，而為了徹底解決企業(yè)缺芯少屏的困境，康佳的半導體業(yè)務(wù)也勢在必行。

據(jù)了解，康佳半導體業(yè)務(wù)包括存儲、光電兩塊。最近，康佳與雷曼光電將成立合資公司，這是康佳打通存儲產(chǎn)品“出?？凇钡呐e措之一。而康佳近日招募氮化鎵工程師，則想加快突破半導體光電的核心技術(shù)。康佳集團總裁周彬日前接受媒體電話采訪時透露，康佳包括儲存芯片分銷等在內(nèi)的半導體業(yè)務(wù)年營收已達13億美元。

康佳集團的半導體科技事業(yè)部于2018年成立，但半導體業(yè)務(wù)從2016年已有所布局，當時成立了存儲芯片分銷公司。2018年，康佳集團在合肥成立康芯威的存儲主控芯片設(shè)計公司，2019年成立康佳芯盈的封測公司，還設(shè)立了重慶光電研究院、奠基了重慶半導體光電產(chǎn)業(yè)園，從而形成存儲、光電兩個板塊。此外，康佳與另一家LED企業(yè)聯(lián)建光電也設(shè)立了合資公司，主攻光電板塊業(yè)務(wù)，雙方合作是想推進Mini LED及Micro LED新技術(shù)在公共視訊領(lǐng)域的商用化進程。

“康佳在Micro LED芯片研發(fā)上已取得初步突破，申請超過100項全球?qū)＠心嫉壒こ處熓窍Ｍ涌焱七M。除了Micro LED芯片，今后還有其它應用?！笨导鸭瘓F副總裁李宏韜表示，與小米應用氮化鎵技術(shù)到快充產(chǎn)品上不同，康佳力爭突破氮化鎵的核心技術(shù)，第一步應用以光電芯片為主，未來應用領(lǐng)域會擴至功率器件、射頻器件，而射頻器件等在5G時代將用途很廣。

以MicroLED為代表的半導體光電顯示器件，其發(fā)光核心就是基于氮化鎵GaN發(fā)光二極管，氮化鎵材料更大的材料能隙（禁帶寬度）使其成為藍色和綠色發(fā)光器件最佳選擇；作為功率器件的氮化鎵晶體管和用于通信電路的氮化鎵射頻放大器也都是基于氮化鎵半導體技術(shù)。它們都是從不同應用需求而對氮化鎵材料的各個方面特性加以利用。

重慶康佳光電研究院的建立，就是開展MicroLED產(chǎn)品為代表的氮化鎵等化合物半導體技術(shù)與應用研發(fā)。目前研究院緊扣氮化鎵半導體器件在光電、功率、通信等三個主要應用方向，進行了相關(guān)布局，建立了以GaN LED為主要對象的研究平臺環(huán)境，同時從規(guī)劃之初就為GaN功率器件、GaN射頻器件技術(shù)研究提供了最大的兼容性，做到核心設(shè)備和技術(shù)積累可以用于不同的產(chǎn)品，做到了資源的最大化。

其實，在小米之前，今年初的美國拉斯維加斯CES2020展會上，大量的氮化鎵快充產(chǎn)品已經(jīng)引發(fā)行業(yè)震動。有研究機構(gòu)認為，到2025年，僅全球氮化鎵快充市場規(guī)模有望達600多億人民幣。而除了充電器，氮化鎵材料在功率器件、射頻器件等半導體領(lǐng)域也大有可為，未來將加速對硅基產(chǎn)品的替代。顯然，第三代半導體產(chǎn)業(yè)已處于爆發(fā)的邊緣。