氮化鎵/碳化硅技術(shù)真的能主導(dǎo)我們的生活方式？

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

　　現(xiàn)在大家講第三代半導(dǎo)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，其實第三代半導(dǎo)體在光電產(chǎn)品和特種傳感器應(yīng)用也具有巨大的潛力，比如激光器的應(yīng)用。我個人非常看好GaN單晶襯底和激光顯示的未來前景，這會給人民的未來生活帶來革命性的改變，直接帶動VR，AR等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。所以第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的這些應(yīng)用領(lǐng)域也需要關(guān)注。

　　作為一個完整的半導(dǎo)體工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，材料和設(shè)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，但也走過了十幾個年頭，能否談?wù)勎覈?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/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)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化有哪些建議?

　　我們首先大致分析一下國內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的每個環(huán)節(jié)，比較國內(nèi)國際的優(yōu)勢、劣勢，才能找到機會參與到國際競爭，在競爭中成長壯大。從整個國內(nèi)第三代產(chǎn)業(yè)鏈上來看，我們在上游材料包括SiC、GaN單晶材料，外延其實與國際先進水平的差距并不大。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(nèi)有一批科研院所，如山東大學，中科院物理所，半導(dǎo)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，大量留學生回國創(chuàng)業(yè)也帶來了國際先進的外延技術(shù)，在蘇州地區(qū)形成了一個GaN外延材料的企業(yè)集群。同時又大量LED企業(yè)未來拓展其產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，也開始投入到Si基GaN和SiC基GaN外延的研發(fā)。 目前在國內(nèi)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)等有實力的企業(yè)。這些為國內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定地與國際同步發(fā)展甚至未來領(lǐng)先國際打下了基礎(chǔ)。

　　我們在產(chǎn)業(yè)鏈的最下游的應(yīng)用市場呈現(xiàn)一種非常有趣的現(xiàn)象：既可以說跟國際同步，也可以說落后國際水平。落后是因為國內(nèi)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(jié)：缺乏承擔創(chuàng)新失敗的勇氣，所以總是一個跟隨者。

　　那為什么說是國際同步，國內(nèi)的電子產(chǎn)品市場應(yīng)該是世界上最活躍的和最“沒規(guī)矩”的：雖然沒有原創(chuàng)思想，卻又有世界上最快的反應(yīng)速度。比如說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。我14年底就在淘寶買到了一個山寨版，一直配我的蘋果筆記本用，不發(fā)熱，已經(jīng)使用了一年多。

　　另外一個朋友買了打開分析后告訴我就是把EMI保護給省略了。這就是正規(guī)軍和游擊隊的打法區(qū)別，其實只要產(chǎn)品是安全的，在細分應(yīng)用上是可以省略用戶體驗不到的環(huán)節(jié)的。如果按照常規(guī)的電源產(chǎn)品的認證過程，一個創(chuàng)業(yè)公司很難迅速打開市場，很難跟一個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的無限機遇在游擊戰(zhàn)法上能夠得到更大的發(fā)揮。

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

　　這個環(huán)節(jié)面臨的挑戰(zhàn)與微電子行業(yè)面臨的問題很多是一樣的。更加復(fù)雜的是，中國半導(dǎo)體行業(yè)的傳統(tǒng)過分的區(qū)分光電子和微電子兩個領(lǐng)域，整個行業(yè)缺乏溝通。GaN和SiC通常被歸到光電子，而現(xiàn)在的電力電子和射頻器件又是傳統(tǒng)的微電子行業(yè)。都是半導(dǎo)體物理那點事，何必光電子和微電子分的那么清楚呢!士蘭微同時具有LED生產(chǎn)線和微電子生產(chǎn)線，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(dǎo)體延伸，往往缺乏思路。國家通過關(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，客觀上起到了牽線搭橋整合國內(nèi)資源的作用。第三代半導(dǎo)體相關(guān)的的聯(lián)盟機構(gòu)協(xié)助地方政府建立SiC和GaN先進工藝平臺，大幅降低創(chuàng)業(yè)企業(yè)的開發(fā)成本，推進SiC和GaN產(chǎn)品市場化的速度。

　　作為工程人員在技術(shù)開發(fā)上要立足于小的技術(shù)節(jié)點一點點的攻關(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(yīng)該突出單步關(guān)鍵工藝的開發(fā)?，F(xiàn)在有些項目我稱之為“斷子絕孫”的項目，枉顧具體工藝問題沒有解決的現(xiàn)實，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(jié)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候，就被質(zhì)疑，1200V MOSFET器件都已經(jīng)已經(jīng)支持過了為什么還要支持這個工藝。所以除了科研人員要自律之外，在科研項目的支持上應(yīng)該建立一個專業(yè)負責的專家團隊，同時科研項目立項論證的時候，就要以具體的科學和工程技術(shù)問題解決為目標。