氮化鎵/碳化硅技術(shù)真的能主導我們的生活方式？

　　SiC的高壓肖特基二極管應該是在幾年內在軌道交通中得到引用。而開(kāi)關(guān)管的應用需要更長(cháng)的系統評估。中車(chē)和國網(wǎng)在這方面的持續投入研發(fā)為SiC功率器件研究打下了深厚的基礎，是國家第三代半導體器件發(fā)展的中堅力量。

　　現在大家講第三代半導體產(chǎn)業(yè)往往關(guān)注于電力電子器件和射頻器件的市場(chǎng)，其實(shí)第三代半導體在光電產(chǎn)品和特種傳感器應用也具有巨大的潛力，比如激光器的應用。我個(gè)人非?？春肎aN單晶襯底和激光顯示的未來(lái)前景，這會(huì )給人民的未來(lái)生活帶來(lái)革命性的改變，直接帶動(dòng)VR，AR等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。所以第三代半導體產(chǎn)業(yè)的這些應用領(lǐng)域也需要關(guān)注。

　　作為一個(gè)完整的半導體工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，材料和設備處于產(chǎn)業(yè)鏈的最上游，這也是我們最薄弱的地方。我國的GaN和碳化硅技術(shù)起步較晚，但也走過(guò)了十幾個(gè)年頭，能否談?wù)勎覈?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/碳化硅">碳化硅氮化鎵技術(shù)的發(fā)展狀況以及產(chǎn)業(yè)化的瓶頸在哪里? 你對我國的氮化鎵/碳化硅技術(shù)實(shí)現產(chǎn)業(yè)化有哪些建議?

　　我們首先大致分析一下國內第三代半導體產(chǎn)業(yè)鏈的每個(gè)環(huán)節，比較國內國際的優(yōu)勢、劣勢，才能找到機會(huì )參與到國際競爭，在競爭中成長(cháng)壯大。從整個(gè)國內第三代產(chǎn)業(yè)鏈上來(lái)看，我們在上游材料包括SiC、GaN單晶材料，外延其實(shí)與國際先進(jìn)水平的差距并不大。在GaN單晶襯底方面甚至與國際一流水平同步。這得益于國內有一批科研院所，如山東大學(xué)，中科院物理所，半導體所等單位在SiC單晶材料，北大和中科院納米所在GaN單晶材料的多年積累。

　　幾年來(lái)，大量留學(xué)生回國創(chuàng )業(yè)也帶來(lái)了國際先進(jìn)的外延技術(shù)，在蘇州地區形成了一個(gè)GaN外延材料的企業(yè)集群。同時(shí)又大量LED企業(yè)未來(lái)拓展其產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，也開(kāi)始投入到Si基GaN和SiC基GaN外延的研發(fā)。 目前在國內形成了天岳和天科和達 (SiC單晶)、天域和瀚天泰成(SiC外延)、納微和中鎵(GaN單晶)、晶湛和晶能(GaN外延)等有實(shí)力的企業(yè)。這些為國內第三代半導體產(chǎn)業(yè)穩定地與國際同步發(fā)展甚至未來(lái)領(lǐng)先國際打下了基礎。

　　我們在產(chǎn)業(yè)鏈的最下游的應用市場(chǎng)呈現一種非常有趣的現象：既可以說(shuō)跟國際同步，也可以說(shuō)落后國際水平。落后是因為國內缺乏原創(chuàng )思想和概念，這大概是中華文化中庸思想的癥結：缺乏承擔創(chuàng )新失敗的勇氣，所以總是一個(gè)跟隨者。

　　那為什么說(shuō)是國際同步，國內的電子產(chǎn)品市場(chǎng)應該是世界上最活躍的和最“沒(méi)規矩”的：雖然沒(méi)有原創(chuàng )思想，卻又有世界上最快的反應速度。比如說(shuō)FINSIX提出微小適配器的方案之后，自己眾籌3、4年今年就把產(chǎn)品投放市場(chǎng)。我14年底就在淘寶買(mǎi)到了一個(gè)山寨版，一直配我的蘋(píng)果筆記本用，不發(fā)熱，已經(jīng)使用了一年多。

　　另外一個(gè)朋友買(mǎi)了打開(kāi)分析后告訴我就是把EMI保護給省略了。這就是正規軍和游擊隊的打法區別，其實(shí)只要產(chǎn)品是安全的，在細分應用上是可以省略用戶(hù)體驗不到的環(huán)節的。如果按照常規的電源產(chǎn)品的認證過(guò)程，一個(gè)創(chuàng )業(yè)公司很難迅速打開(kāi)市場(chǎng)，很難跟一個(gè)建制完整的國外企業(yè)競爭的。所以與國際大鱷企業(yè)競爭，中國靈活的電子市場(chǎng)的無(wú)限機遇在游擊戰法上能夠得到更大的發(fā)揮。

　　比較復雜和困難的環(huán)節是芯片設計和制造。如何有效地整合資源建立一個(gè)健康的體系，建立龍頭企業(yè)，找準突破口產(chǎn)品，這就是國內目前的發(fā)展瓶頸。

　　這個(gè)環(huán)節面臨的挑戰與微電子行業(yè)面臨的問(wèn)題很多是一樣的。更加復雜的是，中國半導體行業(yè)的傳統過(guò)分的區分光電子和微電子兩個(gè)領(lǐng)域，整個(gè)行業(yè)缺乏溝通。GaN和SiC通常被歸到光電子，而現在的電力電子和射頻器件又是傳統的微電子行業(yè)。都是半導體物理那點(diǎn)事，何必光電子和微電子分的那么清楚呢!士蘭微同時(shí)具有LED生產(chǎn)線(xiàn)和微電子生產(chǎn)線(xiàn)，因此在電力電子方面發(fā)力GaN器件就具有先天的優(yōu)勢。

　　對于其他企業(yè)，比如LED企業(yè)跨界微電子，微電子企業(yè)從Si向第三代半導體延伸，往往缺乏思路。國家通過(guò)關(guān)鍵科技攻關(guān)項目組織相關(guān)的光電子企業(yè)和微電子企業(yè)合作，客觀(guān)上起到了牽線(xiàn)搭橋整合國內資源的作用。第三代半導體相關(guān)的的聯(lián)盟機構協(xié)助地方政府建立SiC和GaN先進(jìn)工藝平臺，大幅降低創(chuàng )業(yè)企業(yè)的開(kāi)發(fā)成本，推進(jìn)SiC和GaN產(chǎn)品市場(chǎng)化的速度。

　　作為工程人員在技術(shù)開(kāi)發(fā)上要立足于小的技術(shù)節點(diǎn)一點(diǎn)點(diǎn)的攻關(guān)。這里要向政府科技項目建議，不要盲目追求所謂有顯示度的空洞項目，比如多少多少伏 MOSFET，IGBT，而應該突出單步關(guān)鍵工藝的開(kāi)發(fā)?，F在有些項目我稱(chēng)之為“斷子絕孫”的項目，枉顧具體工藝問(wèn)題沒(méi)有解決的現實(shí)，直接按照理想器件的終極指標立項。一切都是為了能夠得到項目，根本不考慮項目結題。更不好的是，這樣斷絕了很多更具體可行項目立項的可能。

　　比如，我們在跟地方科委討論是否要對SiC 柵氧化膜工藝立項研究的時(shí)候，就被質(zhì)疑，1200V MOSFET器件都已經(jīng)已經(jīng)支持過(guò)了為什么還要支持這個(gè)工藝。所以除了科研人員要自律之外，在科研項目的支持上應該建立一個(gè)專(zhuān)業(yè)負責的專(zhuān)家團隊，同時(shí)科研項目立項論證的時(shí)候，就要以具體的科學(xué)和工程技術(shù)問(wèn)題解決為目標。