中国先进半导体材料及辅助材料发展战略研究

刘锐

摘要：现阶段以SiC和GaN为代表的第三代半导体已经进入到了快速发展阶段，这就要求我国需要抓紧时代发展所带来的机遇，进一步实现先进半导体材料以及辅助材料的自主可控性，为我国先进工业体系的发展带来保障。笔者将会在本文的论述中进行先进半导体材料在5G、能源互联网以及新能源汽车领域示范工程的研究，其中包含有先进半导体、辅助材料自动可控的必要性、自身发展目标，然后以此为基础进行我国半导体材料及辅助材料发展的战略分析，希望通过本文的论述能够相关行业的研究人员提供一定的帮助与借鉴。

关键词：半导体材料、辅助材料、发展占率、研究与分析

在很长一段时间内我国的先进半导体材料以及辅助材料主要是通过进口来获得，特别是在高性能芯片方面是完全依赖进口，该领域受到国外限制的因素较多。除了我国自身芯片设计研发以及制造存在短板，还有就是我国的半导体单晶硅和大量辅助材料无法进行大规模的国有化生产，整体进口依赖性较高。针对此种情况，进一步实现中国先进半导体及辅助材料的自主可控已经成为了大势所趋，是我国未来发展的战略性需求。

1. 先进半导体材料在5G、能源互联网及新能源汽车领域的应用示范工程

1. 需求与必要性

现如今化学半导体材料以及器材已经广泛地应用于5G、能源互联网、新能源汽车以及光伏逆变器等各个领域中来，并且对这些领域的发展起到了不可磨灭的作用，这些行业的发展符合现阶段绿色可持续性发展发展以及产业自主可控的国家站旅行发展需求，能够为这些领域的发展抢占未来市场份额以及技术制高点。在未来五年的时间内，GaN射频器件将会广泛地应用于5G基站、微基站以及移动终端市场中来，获取大量的市场份额，除此之外GaN功率器件也同样会在消费类电子、数据中心服务器电源以及光伏逆变器领域市场中，获得较大的零部件占比；SiC功率器件主要是应用在能源互联网中的电力路由器，新能源汽车的发展也离不开SIC技术所带来的支持。当时间来到2025年，以上三种先进半导体的发展方向将会在国内市场中占据超过千亿的市场份额。现如今，我国的化合物半导体相关技术已经具备了自主生产的基础设置，并且在5G、新能源并网以及新能源汽车等领域的市场试点应用已经开始进行。在国际市场发展的过程中，为了能够进一步提升自身先进半导体的竞争力，发达国家的龙头企业早就已经开始进行市场的布局。以旧世界发达国家的龙头企业来看，国内的研究机构以及相关企业面临着产业布局相对分散、技术含金量不够、产业化能力较差的情况，无法在竞争激烈的国际市场中体现自身的竞争力，这就要求政府通过试点工程的应用带动国内企业的发展，以此来进一步促进产业与技术的同步发展，在此基础上进行产业化技术快速成熟以及产业能力快速壮大的发展策略。

2. 工程目标

政府应当以示范工程作为蓝本，进一步促进GaN以及SiC材料、芯片工艺、器件封装以及系统集成技术相关技术的快速发展，并最终完成产业化布局。在未来，我国所生产的GaN射频器件在5G基站以及微基站占比达应达到50％以上，这个数据在移动终端上提升为70％；我国所生产的GaN功率器件在消费类电子领域的市场占有率达到80％以上，SiC功率器件在电力路由器、新能源汽车应用领域的国产化率达到50%以上。

3. 工程任务

应当在产业布局的过程中进行SiC基GaN外延材料与GaN射频器件、SiC基GaN外延材料以及GaN功率器件、SiC功率器件和其模块封装与系统集成等方面的技术研发和产业化，进一步提升我国先进半导体在市场中的竞争力。

2. 对策建议

1. 在促进发展的过程中应当积极的发挥龙头企业的带头作用，从而形成高新企业聚集的情况，方便政府进行管理以及统筹规划。现如今，国内所能够进行先进半导体材料及辅助材料生产的企业并不多，为了能够将有限的资源得到充分的利用，政府部门就需要进行良好的顶层设计以及布局优化，从行业中选择出具有技术的优势的企业进行重点的政策扶持以及资金支持，推动龙头企业的发展。推动龙头企业进行管理与技术创新上的改革，进一步推动地区内形成“链式集聚”。积极地推动龙头企业在市场中的模范带头作用，给其他相关企业的发展提供良好的参考案例，在世界市场中发挥自身的技术优势提升国有产品的竞争力与影响力，最终在中国形成产业布局合理且高新技术密集的新进半导体及辅助材料生产基地，带动附属产业的发展与进步。

2. 器件切入，以点带面，有序推进，只有具备的先进的技术以及领先的工艺且满足市场主流需求的器件才能够具备强大的竞争力，这也一直是先进半导体企业发展的核心思想。企业在进行先进半导体材料及辅助材料发展支持的过程中应当将重点放在技术创新以及产业发展中来，举例来说：5G、人工智能（AI）、工业互联网以及新能源行业的先进半导体材料的需求中来，以此为基础进行相关芯片的设计、工艺、封装等技术难题的攻克从而形成规模化的产业链。建造起一个国家级彼得中试平台，并且面相面向高校、科研院所和初创企业进行开放，研究人员可以进行软件、硬件、单晶生长及外延、芯片工艺上的研究，为产业的发展提供大量的数据支持，建设起具有先进生厂工艺的先进半导体代工厂，可以进一步推动我国高新材料制造业的发展。

3. 建立分段平台，加快整线集成，通过分段工艺设备技术研发平台以及工艺验证平台的应用，能够进一步实现关键设备的牵引，分段工艺局部成套，对于国有化生产设备的发展来说有着巨大的促进作用，进而实现一系列核心技术的自主掌控，帮助相关企业建立起一个具有先进科研水平的人才队伍以及管理队伍，全面提升研发与制造能力。

3. 结语

在现今半导体材料及辅助材料出现之后，这是一次我国与世界发达国家同台竞技的良好契机，应当紧紧的把握这一时代机遇，通过整合优质资源、突破核心技术、打造本土产业链，以此来实现带三代半导体产业的自主可控。

参考文献

[1].中国先进半导体材料及辅助材料发展战略研究[J/OL].中国工程科学:1-10[2020-10-27].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.4421.G3.20201012.1145.004.html.

[2]赵昕宇.先进制程工艺半导体材料强劲需求预计将持续到明年[J].高科技与产业化,2020(08):13.

[3]韩秀栋,王熙大,王亚会,李竞强.天津市半导体材料产业发展方向及对策研究[J].天津科技,2019,46(12):11-12+15.

[4]贺春禄.王占国:发展中国第三代半导体材料机遇大于挑战[J].高科技与产业化,2019(05):12-15.