新材料是新型工業(yè)化的重要支撐，是國家大力發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，也是加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力、扎實推進高質(zhì)量發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)方向。

近日，“新質(zhì)生產(chǎn)力看北京”主題活動走進北京晶格領(lǐng)域半導(dǎo)體有限公司(以下簡稱“晶格領(lǐng)域”)和北京中博芯半導(dǎo)體科技有限公司(以下簡稱“中博芯公司”)。新京報貝殼財經(jīng)記者從活動中獲悉，兩家企業(yè)在第三代半導(dǎo)體材料研發(fā)方面均有所突破，相關(guān)產(chǎn)品有效填補了市場空白，為半導(dǎo)體行業(yè)發(fā)展注入新動力。

液相法技術(shù)打破碳化硅襯底制備瓶頸

在半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，碳化硅(SiC)以其優(yōu)異的物理性能正逐漸成為高壓高功率器件和高頻通信設(shè)備的核心材料。然而，傳統(tǒng)的物理氣相傳輸法(PVT)在制備碳化硅襯底時存在成本高、擴展性差等問題。位于北京順義的晶格領(lǐng)域采用的液相法碳化硅單晶生長技術(shù)，可有效解決這些瓶頸問題，目前已成功制備出P型及3C-N型碳化硅襯底產(chǎn)品。

晶格領(lǐng)域副總經(jīng)理郭黛翡介紹，相較于PVT方法，液相法技術(shù)具有高質(zhì)量、低成本、易擴徑等顯著優(yōu)勢，基于該技術(shù)開發(fā)的P型碳化硅襯底，適用于高壓大功率器件，尤其是上萬伏的超高壓器件;而3C-N型碳化硅襯底則在1200伏以下的碳化硅MOSFET器件中表現(xiàn)出色。

貝殼財經(jīng)記者了解到，目前，全球范圍內(nèi)，晶格領(lǐng)域是P型碳化硅襯底和3C-N型碳化硅襯底的唯一供貨商。郭黛翡表示，這兩種產(chǎn)品不僅填補了市場空白，還為促進碳化硅技術(shù)發(fā)展，提高器件可靠性、簡化工藝流程提供了有力支持。

晶格領(lǐng)域總經(jīng)理張澤盛介紹，公司已在北京順義建成一條液相法SiC襯底中試線，同時6-8英寸小規(guī)模產(chǎn)線也已初步建成并已投入使用。預(yù)計至2025年初，公司將具備年產(chǎn)2.5萬片碳化硅襯底的生產(chǎn)能力。年產(chǎn)27萬片碳化硅襯底的規(guī)模化產(chǎn)線也在規(guī)劃布局中。

據(jù)介紹，碳化硅襯底目前已廣泛應(yīng)用于新能源車、高壓變電站等多個領(lǐng)域。如在新能源車的車載、直流變交流、電壓調(diào)控等方面，碳化硅襯底可以有效降低能量損失，并提高續(xù)航能力、減小體積和質(zhì)量。

張澤盛透露，目前，公司國內(nèi)外訂單總金額近300萬元，客戶主要集中在半導(dǎo)體器件領(lǐng)域。張澤盛表示，預(yù)計在未來五年內(nèi)，公司產(chǎn)值有望超過十億元人民幣。隨著工藝穩(wěn)定性和人員流程的持續(xù)優(yōu)化，晶格領(lǐng)域?qū)⒓铀贁U大市場份額。

氮化鎵半導(dǎo)體可用于手機快充、新能源汽車等領(lǐng)域

在當今全球科技競爭日益激烈的背景下，氮化鎵(GaN)作為第三代半導(dǎo)體材料的代表之一，因其優(yōu)異的物理性能和廣泛的應(yīng)用前景而備受矚目。

中博芯公司總經(jīng)理張立勝介紹，氮化鎵(GaN)具有耐高壓、耐高溫、導(dǎo)通電阻低、開關(guān)頻率高等顯著優(yōu)勢，這使得GaN半導(dǎo)體具備了功率密度高、節(jié)能和成本低的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，GaN半導(dǎo)體在功率器件、射頻器件應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊前景。

貝殼財經(jīng)記者從活動上了解到，中博芯公司的技術(shù)源自北京大學寬禁帶半導(dǎo)體研究中心，主要從事GaN基半導(dǎo)體材料、器件的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化推廣。在氮化鎵(GaN)晶圓外延領(lǐng)域，中博芯公司取得了顯著的技術(shù)突破，實現(xiàn)了6/8英寸Si襯底上GaN基功率電子、射頻電子晶圓的批量生產(chǎn)。

張立勝介紹，在電源管理方面，氮化鎵功率電子器件可用于手機快充、新能源汽車、光伏儲能等;在高頻通信領(lǐng)域，氮化鎵可用于生產(chǎn)射頻功放芯片和濾波器。目前，公司已與華為等知名企業(yè)達成合作，采用氮化鎵射頻芯片后，華為手機實現(xiàn)了芯片體積減小、信號處理能力增強等效果。

為滿足市場需求，中博芯公司投入超過一億人民幣建設(shè)生產(chǎn)車間，配備了4條晶圓外延線，能夠處理2至8英寸的氮化鎵晶圓材料生產(chǎn)，目前6-8英寸的晶圓年產(chǎn)能為1.5萬片左右，融資后有望擴大到3萬片以上，實現(xiàn)盈虧平衡。

中博芯公司還是國內(nèi)率先實現(xiàn)6英寸氮化鎵射頻功放晶圓出口的中國企業(yè)。張立勝透露，今年超過1500萬元的收益中，出口訂單的收益占到60%-70%。而在國內(nèi)市場，隨著明年產(chǎn)能和客戶的大幅增長，公司國內(nèi)的銷售額可翻1-2倍。

北京設(shè)立百億元新材料產(chǎn)業(yè)投資基金

2023年9月，北京市政府辦公廳印發(fā)了《北京市促進未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展實施方案》，錨定包括未來材料在內(nèi)的六大領(lǐng)域，布局20個未來產(chǎn)業(yè)。2024年5月，“北京市新材料產(chǎn)業(yè)投資基金”獲得市政府批復(fù)設(shè)立，整體規(guī)模100億元，將投向電子信息材料，以及綠色能源材料、特種及功能材料、前沿新材料等重點領(lǐng)域。

當前，北京建有包括“綜合極端條件實驗裝置”、“高能同步輻射光源”(在建)和“重大工程材料服役安全研究評價設(shè)施”在內(nèi)的3個國家材料領(lǐng)域重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，以及懷柔國家實驗室、光電子材料與器件全國重點實驗室等40多家國家級平臺。

同時，北京新材料產(chǎn)業(yè)結(jié)合資源優(yōu)勢，逐步形成海淀區(qū)為創(chuàng)新策源區(qū)，順義、房山、大興等為產(chǎn)業(yè)主要承載區(qū)的發(fā)展格局。2023年，房山區(qū)新材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值超350億元，占全區(qū)產(chǎn)值比重約1/3，是規(guī)上工業(yè)產(chǎn)值重要的貢獻引擎。

晶格領(lǐng)域總經(jīng)理張澤盛透露，今年9月30日，晶格領(lǐng)域獲得了來自北京新材料產(chǎn)業(yè)投資基金1.2億元資金注入，這為晶格領(lǐng)域加速當前產(chǎn)線建設(shè)、打通技術(shù)及提升企業(yè)生產(chǎn)能力有著極大的助力。

中博芯公司總經(jīng)理張立勝表示，順義區(qū)擁有第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群，公司在該地區(qū)落地有顯著優(yōu)勢。未來，中博芯公司將持續(xù)加大核心產(chǎn)品生產(chǎn)及研發(fā)投入，提高產(chǎn)品性能和生產(chǎn)能力，致力打造成新形勢下滿足國家半導(dǎo)體“卡脖子”技術(shù)需求，為第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)國產(chǎn)替代做出貢獻的示范企業(yè)。

(關(guān)鍵字：半導(dǎo)體)