以氮化镓为代表的第三代半导体产业即将迎来爆发期

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日期:2020-03-04 11:26:33    来源:科技日报    

对于信息产业而言,半导体技术的重要性不言而喻,近些年随着信息产业的高速发展,半导体技术也随之出现多次革命性的迭代。而作为产业最新技术,以氮化镓为代表的第三代半导体技术已引发业界广泛关注,产业基本上处于爆发的边缘。

氮化镓是第三代半导体材料之一,在半导体材料发展的三代技术中,第一代半导体材料以硅和锗等元素半导体为代表,奠定了微电子产业基础;第二代半导体材料以砷化镓和磷化铟为代表,奠定了信息产业基础;以碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体材料,因具备禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速率高、抗辐射能力强等优越性能,是固态光源和电力电子、微波射频器件的“核芯”,在半导体照明显示、新一代移动通信、能源互联网、高速轨道交通、新能源汽车、消费类电子等领域有广阔的应用前景,对节能减排、产业转型升级、催生新的经济增长点将发挥重要作用。

就在前几天,小米其旗舰手机发布会上推出了一款65W氮化镓充电器,引发市场对氮化镓的强烈关注。据介绍,氮化镓材料具备高功率、高频率、高导热等优势,用在充电领域可在输出大功率的同时保持充电器体积可控,因此获得不少终端厂商青睐。

当然,第三代半导体吸引的不仅仅是终端厂商,资本以及产业级的合作已然开启。比如国内企业康佳集团,就聚集团之力布局第三代半导体产业。作为一家中国领先的电子信息上市企业,半导体集成电路是康佳集团的核心,而为了彻底解决中国缺芯少屏的困境,康佳发展半导体业务也势在必行。

据了解,康佳半导体业务包括存储、光电两块。最近,康佳与雷曼光电将成立合资公司,这是康佳打通存储产品“出海口”的举措之一,而康佳近日招募氮化镓工程师,则想加快突破半导体光电的核心技术。康佳集团总裁周彬日前接受媒体电话采访时透露,康佳包括储存芯片分销等在内的半导体业务年营收已达13亿美元。

康佳集团的半导体科技事业部在2018年成立,但半导体业务从2016年已有所布局,当时成立了存储芯片分销公司。2018年在合肥成立康芯威的存储主控芯片设计公司,2019年成立康佳芯盈的封测公司;还设立了重庆光电研究院、奠基了重庆半导体光电产业园,从而形成存储、光电两个板块。此外,康佳与另一家LED企业联建光电也设立了合资公司,主攻光电板块业务,双方合作是想推进Mini LED及Micro LED新技术在公共视讯领域的商用化进程。

“康佳在Micro LED芯片研发上已取得初步突破,申请超过100项全球专利,招募氮化镓工程师是希望加快推进。除了Micro LED芯片,今后还有其它应用。”康佳集团副总裁李宏韬表示,与小米应用氮化镓技术到快充产品上不同, 康佳力争突破氮化镓的核心技术,第一步应用以光电芯片为主,未来应用领域会扩至功率器件、射频器件,而射频器件等在5G时代将用途很广。

以Micro LED为代表的半导体光电显示器件,其发光核心就是基于氮化镓GaN发光二极管,氮化镓材料更大的材料能隙(禁带宽度)使其成为蓝色和绿色发光器件最佳选择;而作为功率器件的氮化镓晶体管和用于通信电路的氮化镓射频放大器也都是基于氮化镓半导体技术。它们都是从不同应用需求而对氮化镓材料的各个方面的特性加以利用。

重庆康佳光电研究院的建立,就是开展Micro LED产品为代表的氮化镓等化合物半导体技术与应用研发。目前研究院紧扣氮化镓半导体器件在光电、功率、通信等三个主要应用方向,进行了相关布局,建立了以GaNLED为主要对象的研究平台环境,同时从规划之初就为GaN功率器件、GaN射频器件技术研究提供了最大的兼容性,做到核心设备和技术积累可以用于不同的产品,做到了资源的最大化。

其实,在小米之前,今年初的美国拉斯维加斯CES2020展会上,大量的氮化镓快充产品已经引发行业震动。有研究机构认为,到2025年仅全球氮化镓快充市场规模有望达600多亿人民币。而除了充电器,氮化镓材料在光电器件、射频器件等半导体领域大有可为,未来将加速对硅基产品的替代。显然,第三代半导体产业已处于爆发的边缘。(记者 陈杰)

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