九峰山實(shí)驗(yàn)室展區(qū)。 （湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 魏錸 攝）
湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 張真真 通訊員 吳非 汪慧 張希為
一場(chǎng)專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的論壇，竟受到“熱烈追捧”。
4月9日，2024九峰山論壇暨化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)，在光谷科技會(huì)展中心開幕，到場(chǎng)觀眾近萬(wàn)名。開幕式所在的最大宴會(huì)廳，連走道上都站滿了人。
化合物半導(dǎo)體受關(guān)注的程度，可見一斑。
發(fā)展與國(guó)際接近，有望形成萬(wàn)億級(jí)市場(chǎng)
傳統(tǒng)半導(dǎo)體以硅為基礎(chǔ)材料，以硅基半導(dǎo)體發(fā)家的“硅谷”，被世人熟知。
化合物半導(dǎo)體是相對(duì)于硅基半導(dǎo)體而言，主要包括目前產(chǎn)業(yè)應(yīng)用較廣泛的第二代半導(dǎo)體和第三代半導(dǎo)體。
第二代半導(dǎo)體以砷化鎵、磷化銦等為代表，是制作高性能微波、毫米波器件及發(fā)光器件的優(yōu)良材料，廣泛應(yīng)用于光通信、移動(dòng)通信、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域。
第三代半導(dǎo)體主要包括碳化硅、氮化鎵、金剛石等，可滿足現(xiàn)代電子技術(shù)對(duì)高溫、高功率、高壓、高頻等復(fù)雜條件的新要求，應(yīng)用到新能源汽車電驅(qū)、充電等系統(tǒng)，以及數(shù)據(jù)中心、服務(wù)器、通信基站等領(lǐng)域。
論壇現(xiàn)場(chǎng)，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟發(fā)布的《第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2023）》顯示，受新能源汽車產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)，2023年我國(guó)第三代半導(dǎo)體功率電子器件模塊市場(chǎng)達(dá)到153.2億元，同比增長(zhǎng)45%；在通信領(lǐng)域，我國(guó)射頻電子器件模塊市場(chǎng)約102.9億元，同比增長(zhǎng)16.2%。
“當(dāng)前，我國(guó)化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈基本形成，有機(jī)會(huì)形成有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)業(yè)體系。”中國(guó)工程院院士、國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會(huì)主任干勇表示，目前，我國(guó)化合物半導(dǎo)體發(fā)展總體上與國(guó)際比較接近，全產(chǎn)業(yè)鏈無(wú)明顯卡點(diǎn)，在光電子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自主可控和局部領(lǐng)先，微波射頻開始國(guó)產(chǎn)替代，功率電子需求拉動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈能力提升。“國(guó)內(nèi)市場(chǎng)將會(huì)在相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)保持較高增速。消費(fèi)類電子產(chǎn)品、新能源汽車、5G移動(dòng)通信、高效智能電網(wǎng)等領(lǐng)域展示出廣闊的、不可替代的應(yīng)用前景，預(yù)計(jì)將形成萬(wàn)億級(jí)規(guī)模的應(yīng)用市場(chǎng)。”
光谷龍頭企業(yè)紛紛布局
“今年6月份封頂，明年上半年就可以投產(chǎn)。”活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，長(zhǎng)飛光纖光纜股份有限公司執(zhí)行董事兼總裁、長(zhǎng)飛先進(jìn)半導(dǎo)體有限公司董事長(zhǎng)莊丹，談及長(zhǎng)飛先進(jìn)武漢基地項(xiàng)目最新進(jìn)展時(shí)表示。
長(zhǎng)飛先進(jìn)武漢基地項(xiàng)目總投資200億元，已于2023年9月開工，將建成集產(chǎn)品設(shè)計(jì)、外延生長(zhǎng)、晶圓制造、封裝測(cè)試于一體的全智能化世界一流碳化硅器件制造標(biāo)桿工廠。
投產(chǎn)后，該基地將年產(chǎn)36萬(wàn)片碳化硅晶圓，打造完整的650V—3300V碳化硅產(chǎn)品矩陣，實(shí)現(xiàn)從光伏、儲(chǔ)能、充電樁到新能源汽車等應(yīng)用領(lǐng)域的全覆蓋。
展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，光谷另一家龍頭企業(yè)華工科技發(fā)布兩款新品：碳化硅襯底外觀缺陷檢測(cè)智能裝備，碳化硅晶圓關(guān)鍵尺寸測(cè)量智能裝備。
“我們研發(fā)出了核心零部件全國(guó)產(chǎn)化的全自動(dòng)晶圓激光表切設(shè)備和第三代半導(dǎo)體晶圓激光改質(zhì)切割設(shè)備，物料成本降低30%。”華工科技黨委書記、董事長(zhǎng)、總裁馬新強(qiáng)介紹，晶圓切割是半導(dǎo)體封測(cè)工藝中不可或缺的關(guān)鍵工序，其質(zhì)量與效率直接影響到芯片的質(zhì)量和生產(chǎn)成本。
據(jù)介紹，華工科技用了近4年時(shí)間完成了晶圓激光切割裝備的國(guó)產(chǎn)化開發(fā)，但產(chǎn)品在市場(chǎng)化導(dǎo)入時(shí)遇到難題。華工科技找到九峰山實(shí)驗(yàn)室，希望借助其實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)進(jìn)行產(chǎn)品中試驗(yàn)證，獲取測(cè)試報(bào)告后再將設(shè)備導(dǎo)入下游企業(yè)。
經(jīng)過(guò)在九峰山實(shí)驗(yàn)室近半年、每天不少于10小時(shí)的測(cè)試，華工科技的首套高端半導(dǎo)體晶圓激光切割系列裝備順利通過(guò)中試驗(yàn)證，測(cè)試結(jié)果顯示，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在精度和效率上均達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。
產(chǎn)業(yè)生態(tài)“鏈上成景”
采訪中，不斷有企業(yè)提及與九峰山實(shí)驗(yàn)室的合作經(jīng)歷。
成立于2020年的上海邦芯半導(dǎo)體科技有限公司，研發(fā)出的刻蝕、薄膜沉積設(shè)備，九峰山實(shí)驗(yàn)室與其合作，產(chǎn)品順利通過(guò)驗(yàn)證。“正是九峰山實(shí)驗(yàn)室的助推，公司成立僅4年時(shí)間，就實(shí)現(xiàn)了多款設(shè)備量產(chǎn)。”該公司CEO王兆祥說(shuō)。
“我們希望打造公共、開放、共享的平臺(tái)，與更多合作伙伴共同點(diǎn)亮化合物半導(dǎo)體平臺(tái)、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的‘燈塔’。”活動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)，九峰山實(shí)驗(yàn)室主任丁琪超發(fā)布2024研發(fā)服務(wù)體系，宣布7條工藝線全面開放，同步提供材料、設(shè)備、EDA軟件的驗(yàn)證服務(wù)。
2023年3月投運(yùn)以來(lái)，九峰山實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合學(xué)界、產(chǎn)業(yè)界解決共性關(guān)鍵技術(shù)的“堵點(diǎn)”，共同為未來(lái)3至10年的技術(shù)難題進(jìn)行前沿探索和技術(shù)攻關(guān)，打通全產(chǎn)業(yè)鏈條中的“斷點(diǎn)”，拉平產(chǎn)學(xué)研融合發(fā)展的鴻溝。
運(yùn)行一年來(lái)，九峰山實(shí)驗(yàn)室捷報(bào)頻傳：2023年3月19日，8寸中試線通線運(yùn)行，首批晶圓（高精密光柵）成功下線，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高線密度、超高折射率、非周期性高精密光柵生產(chǎn)工藝空白；2024年2月20日，全球首片8寸硅光薄膜鈮酸鋰光電集成晶圓下線，可實(shí)現(xiàn)超低損耗、超高帶寬的高端光芯片規(guī)模制造，為目前全球綜合性能最優(yōu)的光電集成芯片……
高標(biāo)準(zhǔn)打造的國(guó)際研發(fā)高地，不僅國(guó)內(nèi)企業(yè)華工科技、華大九天等奔赴而來(lái)，來(lái)自比利時(shí)、新加坡、日本等國(guó)外的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，也趕來(lái)與九峰山實(shí)驗(yàn)室合作。
如今光谷建成了全球化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最先進(jìn)、規(guī)模最大的科研和中試平臺(tái)，九峰山實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家信息光電子創(chuàng)新中心等一流創(chuàng)新平臺(tái)聚集，長(zhǎng)飛先進(jìn)、先導(dǎo)稀材等百億級(jí)項(xiàng)目相繼啟動(dòng)建設(shè)，聚焦化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的九峰山科技園加快建設(shè)，化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域的材料、器件、設(shè)備和應(yīng)用等領(lǐng)域已初具規(guī)模，培育半導(dǎo)體領(lǐng)域人才超3萬(wàn)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模突破600億元，全產(chǎn)業(yè)從“點(diǎn)上開花”邁向“鏈上成景”，穩(wěn)穩(wěn)站上了全球化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的“風(fēng)口”。
2023年9月，湖北省政府印發(fā)《加快“世界光谷”建設(shè)行動(dòng)計(jì)劃》中提出，光谷打造全球化合物半導(dǎo)體創(chuàng)新中心。到2025年，實(shí)現(xiàn)4條化合物半導(dǎo)體試驗(yàn)線完全國(guó)產(chǎn)替代，完成基礎(chǔ)領(lǐng)域研究、新材料、新工藝的集成驗(yàn)證，“生長(zhǎng)”出從光芯片、光模塊到光器件的產(chǎn)業(yè)鏈條。到2030年，建成化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域面向全球開放共享的集成創(chuàng)新研究中心，覆蓋基礎(chǔ)技術(shù)前沿研究、產(chǎn)業(yè)鏈集成驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)孵化等環(huán)節(jié)，引領(lǐng)全球化合物半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)步。
（作者：2024041002)