我國先進(jìn)半導(dǎo)體材料檢測及輔助材料發(fā)展戰(zhàn)略研究-華普通用
先進(jìn)半導(dǎo)體材料是全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的戰(zhàn)略高地。當(dāng)前，美國及其伙伴國將一些關(guān)鍵材料、生產(chǎn)裝備列入管制清單，危及我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和相關(guān)工業(yè)體系的安全。實現(xiàn)我國先進(jìn)半導(dǎo)體材料、輔助材料、關(guān)鍵技術(shù)、重要裝備等的自主可控刻不容緩。
中國工程院院刊《中國工程科學(xué)》2020年第5期發(fā)表《中國先進(jìn)半導(dǎo)體材料及輔助材料發(fā)展戰(zhàn)略研究》。文章在分析全球半導(dǎo)體材料及輔助材料研發(fā)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，客觀分析我國半導(dǎo)體材料及輔助材料發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)，提出了構(gòu)建半導(dǎo)體材料及輔助材料體系化發(fā)展、上下游協(xié)同發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展思路，制定了面向2025年和2035年的發(fā)展目標(biāo)。
同時，要推動先進(jìn)半導(dǎo)體材料及輔助材料重大工程建設(shè)。最后，從堅持政策推動，企業(yè)和機(jī)構(gòu)主導(dǎo)，整合國內(nèi)優(yōu)勢資源;把握“超越摩爾”的歷史機(jī)遇，布局下一代集成電路技術(shù);構(gòu)建創(chuàng)新鏈，進(jìn)行創(chuàng)新生態(tài)建設(shè)等方面提出了對策建議。
經(jīng)過60多年的發(fā)展，全球半導(dǎo)體材料出現(xiàn)了三次突破性的發(fā)展進(jìn)程。第一代半導(dǎo)體材料Si和Ge奠定了計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)和自動化技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)，第二代半導(dǎo)體材料砷化鎵(GaAs)和磷化銦(InP)奠定了信息技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。
目前正在快速發(fā)展的第三代半導(dǎo)體材料碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鎵(Ga2O3)、氮化鋁(AlN)、金剛石(C)等，主要面向新一代電力電子、微波射頻和光電子應(yīng)用，在新一代移動通信、新能源并網(wǎng)、智能電網(wǎng)、高速軌道交通、新能源汽車、消費類電子、新一代顯示等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，成為全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的戰(zhàn)略高地。
我國的半導(dǎo)體材料和器件，長期依賴進(jìn)口，其中高性能芯片完全依賴進(jìn)口，受制于人的問題突出。除芯片設(shè)計與制造能力薄弱外，半導(dǎo)體單晶硅和大量輔助材料的國產(chǎn)化水平不足，進(jìn)口依賴程度較高，如在電子氣體、光刻膠和拋光材料等3種典型輔助材料領(lǐng)域，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品市場占有率分別僅占30%、10%、10%，亟需提升我國半導(dǎo)體關(guān)鍵原輔材料的自主保障能力。
中美貿(mào)易摩擦的升級和2020年新型冠狀病毒肺炎疫情的出現(xiàn)，將對全球先進(jìn)半導(dǎo)體材料和輔助材料供應(yīng)鏈安全與產(chǎn)業(yè)鏈分工產(chǎn)生持續(xù)影響。目前，美國及其伙伴國將一些關(guān)鍵材料、生產(chǎn)裝備列入管制清單，危及我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和相關(guān)工業(yè)體系的安全。因此，實現(xiàn)先進(jìn)半導(dǎo)體材料、輔助材料、關(guān)鍵技術(shù)、重要裝備等的自主可控刻不容緩。
當(dāng)然，隨著以SiC、GaN為代表的第三代半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，未來高質(zhì)量SiC單晶襯底及其同質(zhì)/異質(zhì)外延材料、大尺寸Si上GaN外延材料將在光電子、電力電子和微波/射頻領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。在新一代半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，我國已經(jīng)具備良好的產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。
新的半導(dǎo)體材料體系的出現(xiàn)，是一次與發(fā)達(dá)國家同臺競爭的極佳機(jī)會，及時把握這一歷史機(jī)遇，通過整合優(yōu)質(zhì)資源、突破核心技術(shù)、打造本土產(chǎn)業(yè)鏈，以期實現(xiàn)新一代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主可控。
