[原创] 化合物半导体时代，这家本土企业乘势出击
2021-06-03
14:00:27
来源: 半导体行业观察
因为拥有多种优势，化合物半导体受到了行业参与者的高度关注。
例如在上世纪70年代，因为看到砷化镓的领先性能优势，美国DARPA推动行业对砷化镓产业和技术的深入研究，并推动这个材料和工艺广泛应用到微波器件、激光器和发光二极管等产品中。到了21世纪初，DARPA又发布了宽禁带化合物半导体技术创新计划(WBGSTI)和下一代GaN电子器件计划(NEXT)，带领多家美国化合物半导体企业迅速成长为行业龙头。
进入最近几年，因为5G、新能源汽车和绿色能源的发展需求，全球化合物半导体需求更是高涨。国家在“十四五规划”中也提出了大力发展第三代半导体的建议。为此，成都海威华芯日前在成都举办了以“新时代、芯机遇、芯挑战、新发展”为主题的化合物半导体产业论坛，聚合行业专家，探讨国产化合物半导体的未来。
2010年，海特高新和中国电子科技集团公司第二十九研究所投资组建了海威华芯。作为国内首家提供6吋第二代砷化镓和第三代氮化镓半导体集成电路的晶圆高端制造（Foundry）服务公司，海威华芯拥有完整的技术团队、先进的GaAs集成电路制造技术和生产设备，其“六英吋GaAs集成电路Foundry线”是国家支持的重点产业化项目，在国际国内具有重要的战略意义。
在过去多年里，海威华芯也取得了不错的成绩。如上图所示，在2016年，海威华芯GaAs芯片实现了量产，2017年，海威华芯推出了国内第一片6英寸SiC基GaN晶圆，到2019年，公司推出的多款产品量产，产值更是翻了一番。
进入近两年，乘着化合物半导体的崛起，海威华芯进入了发展新阶段。
据海威华芯副总经理黎明在日前的会上介绍，海威华芯定位于芯片制造领域，在全产业链中处于关键环节，是连接芯片设计企业与整机供应商的纽带。他进一步指出，根据国外知名调研机构Yole的调研报告，海威华芯在全球化合物半导体工业中，与台湾稳懋，美国QORVO、高通、博通等知名企业齐名。
“因为拥有开放的产线、成熟可靠的PDK和六英寸晶圆产能等领先优势，海威华芯成为当前芯片缺货大潮下的稀缺资源”，黎明补充说。
从黎明副总的介绍我们可以看到，海威华芯拥有近300项核心专利，公司在六项GaAs IPD工艺、0.25um GaAs pHEMT、0.8-2um Si基GaN、0.25/0.5um SiC基GaN、InP/GaAs光电制造和SiC SBD系列工艺上拥有优秀的竞争力，能为5G基站移动终端、汽车电力电子、光通信和3D传感自动驾驶等应用提供多维度的支持。其中在GaN芯片、GaAs芯片和GaN基站芯片方面，我们达到了国产大厂水平。
“我们推出了中国第一个6英寸SiC基GaN晶圆和中国第一个GaAs 0.25um pHEMT的6英寸晶圆和PDK”，黎明举例说。
在谈到今年工作重点时，海威华芯表示，公司一方以市场需求为导向，聚焦产业发展路径，加强与半导体行业头部客户的合作力度，在部分核心领域占据领先的市场份额；另一方面，公司重点推广光电市场、碳化硅基氮化镓、碳化硅市场，砷化镓IPD市场，形成规模效益，提高公司在产业内的整体地位和产品盈利能力；第三，公司将聚焦新产品研发，提升技术工艺水平。四是持续提高生产产能，提升成品率和良率，降本增效。
虽然行业专家在会上强调，国产厂商在化合物半导体上面，与海外巨头的差距并没有那么明显。但正如行业专家所说，在中美科技角力频繁升级以后，对于国产的化合物半导体而言，如果克服包括材料和设备在内的“技术脱钩”带来的潜在风险，就成为了化合物半导体行业需要面临的重大挑战。
专家以材料为例指出，我国的砷化镓在过去虽然有了快速的发展，但目前还是处于四英寸和六英寸的应用阶段，然而类似AXT这样的国外企业，近来已经提供了八英寸的衬底量产供货，当中的差距显而易见。
来到SiC方面，专家指出，国内企业在衬底方面的发展也非常迅速，在四英寸的产品上，国内与国际竞争对手比，没有太大的差距。但是来到六英寸产品上，国内的差距还是相当明显，有些国外厂商甚至已经在八英寸的晶圆上有了产品化的能力，这更是遥遥领先我国。
中国工程院院士陈鲸在论坛上也透过视频强调：“我国在电子信息领域已经有了长足的进步，归根结底还是我国在芯片上的自力更生，特别在化合物半导体领域已逐渐缩短了与美国等西方发达国家的距离，如何把握机会，实现超越，需要我们认真思考。”
就如何发展我国的第三代半导体，陈鲸院士也给出了他的两点建议：
一方面，我们要沉下心来，脚踏实地，把化合物半导体技术基础夯实，同时根据产业需求，加快研发节奏，推出系列化的产品，成套的解决方案，做到人无我有，人有我优；
另一方面，我们要关注化合物半导体产业链在国内的建设情况，公司要融入到全产业链中，从产业链的角度审视自主可控问题，牵引解决产业链中重要的原材料问题，防止国外对产业的“精准制约”。
“我们同时还需要关注应用市场的发展，因为这才是需求产生的来源。芯片也需要和整机紧密结合，才能做得更好”，相关行业人士补充说。
从行业知名调查机构Yole的调查数据也显示，到2025年，GaN和SiC等第三代半导体全球半导体市场合计将超过434亿美金。而中国全球最重要的电子应用市场，对其的需求也是显而易见。
如何把握机遇，伺机突围，是海威华芯这样的领先企业接下来的工作重点。
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