【联盟动态之热点资讯】2021年三季度第三代半导体前沿汇编

18 晶湛半导体再“升级”，国产12英寸1200V 氮化镓来了！

苏州晶湛半导体有限公司（以下简称“晶湛半导体”）展示了用于200V、650V和1200V电源应用的12英寸 GaN-on-Si 外延片。这为主流12英寸 CMOS兼容线上的HEMT晶体管生产铺平了道路。

19 吉利汽车集团与罗姆半导体集团缔结以碳化硅为核心的战略合作伙伴关系

中国领先汽车制造商吉利汽车集团（以下简称“吉利”）与全球知名半导体制造商罗姆半导体集团（以下简称“罗姆”）缔结了战略合作伙伴关系，双方将共同致力于汽车领域的先进技术开发。双方举行了战略合作协议线上签约仪式。吉利董事长安聪慧与罗姆董事长松本功出席签约仪式。

20 碳化硅代工龙头X-FAB与这家SiC企业达成长期战略合作

9月6日，模拟晶圆代工龙头企业X-FAB Silicon Foundries（“X-FAB”）和国产SiC功率器件供应商派恩杰联合对外宣布，双方就批量生产SiC晶圆建立长期战略合作关系，此前双方已经合作近三年时间。

政策信息

1 工信部等十部门印发《5G应用“扬帆”行动计划（2021-2023年）》

工业和信息化部、中央网络安全和信息化委员会办公室、国家发展和改革委员会、教育部、财政部、住房和城乡建设部、文化和旅游部、国家卫生健康委员会、国务院国有资产监督管理委员会、国家能源局等十部门近日联合印发《5G应用“扬帆”行动计划（2021-2023年）》，明确到2023年，我国5G应用发展水平显著提升，综合实力持续增强。打造IT（信息技术）、CT（通信技术）、OT（运营技术）深度融合新生态，实现重点领域5G应用深度和广度双突破，构建技术产业和标准体系双支柱，网络、平台、安全等基础能力进一步提升，5G应用“扬帆远航”的局面逐步形成。

2 上海再出新政！加快第三代化合物半导体发展

上海市人民政府办公厅印发《上海市先进制造业发展“十四五”规划》，提出要推动骨干企业芯片设计能力进入 3 纳米及以下，加快第三代化合物半导体发展等。该规划提出，以自主创新、规模发展为重点，提升芯片设计、制造封测、装备材料全产业链能级。

3 广东“十四五”强“芯”规划：目标营收4000亿，设立首期200亿产业基金

8月9日，广东省政府召开发布会，正式发布了《广东省制造业高质量发展“十四五”规划》（以下简称《规划》）。《规划》提出，十四五时期，要继续做强做优战略性支柱产业，高起点培育壮大战略性新兴产业，谋划发展未来产业。

4 北京“十四五”高精尖产业规划发布

北京市政府印发《北京市“十四五”时期高精尖产业发展规划》。规划提出，到2025年，北京高精尖产业增加值占地区生产总值比重将达到30%以上，万亿级产业集群数量4到5个，制造业增加值占地区生产总值13%左右、力争15%左右，软件和信息服务业营收3万亿元，新增规模以上先进制造业企业数量达到500个。

5 工信部：将碳化硅复合材料等纳入“十四五”相关发展规划

8月24日，工信部答复“政协十三届全国委员会第四次会议第1095号（工交邮电类126号）提案称，将把碳化硅复合材料、碳基复合材料等纳入“十四五”产业科技创新相关发展规划。

重大行业技术突破

1 夏建白院士：超宽禁带半导体高效p型掺杂

超宽带半导体（UWBG）具有直接带隙可调、击穿电压高、化学稳定性好和热稳定性好等优点。然而大多数UWBG半导体都存在严重的掺杂不对称问题，即它们可以很容易地掺杂p型或n型，但不能同时实现两种掺杂。

提出了一种基于量子工程的非平衡掺杂方法，并成功应用于高Al组分AlxGa1-xN的p型掺杂。首先，通过第一性原理分析，揭示了该方法的物理过机制，然后对这一掺杂方案进行了系统实验研究和器件验证。他们通过非平衡掺杂技术将GaN量子点（QDs）嵌入Mg掺杂的AlxGa1-xN合金中，引入了局域高能级VBM。由于GaN量子点与AlxGa1-xN之间存在VBM带阶，激发电子从GaN的VBM跃迁到受主能级，激活能明显降低。本研究不仅可以提高超宽带氮化物光电器件的量子效率，而且为实现超宽带材料的高效掺杂提供了新的解决方案。

2 基于SiC的量子器件获重大突破！

中国科学院院士、中国科学技术大学教授郭光灿团队在碳化硅色心自旋操控研究中取得重要进展。该团队李传锋、许金时等人与匈牙利魏格纳物理研究中心教授Adam Gali合作，在国际上首次实现了单个碳化硅双空位色心电子自旋在室温环境下的高对比度读出和相干操控。这是继金刚石氮空位（NV）色心后第二种在室温下同时具有高自旋读出对比度和高单光子发光亮度的固态色心，该成果对发展基于碳化硅这种成熟半导体材料的量子信息技术具有重要意义。相关研究成果于7月5日在线发表在《国家科学评论》（National Science Review）上。

3 日本展示新型氮化镓MEMS谐振器，具有高温度稳定性

据麦姆斯咨询报道，近日，日本世界顶级计划材料纳米结构学国际研究中心（WPI-MANA）研究团队展示了一种具有高温度稳定性的氮化镓（GaN）MEMS谐振器，该谐振器具有高频稳定性、高品质（Q）因子、与硅基IC技术大规模集成的潜力。

4 世界首套！中国时速600公里的高速磁浮正式下线

我国在高速磁浮领域取得重大创新突破。7月20日，由中国中车承担研制、具有完全自主知识产权的我国时速600公里高速磁浮交通系统在青岛成功下线，这是世界首套设计时速达600公里的高速磁浮交通系统，标志着我国掌握了高速磁浮成套技术和工程化能力。

5 相得益彰：GaN在石墨烯上的外延生长

近日，吉林大学张源涛教授研究团队联合北京大学王新强教授、山东大学陈秀芳教授和郑州大学史志锋副教授成功在石墨烯/SiC衬底上实现了应变弛豫GaN薄膜的外延生长，并发现了其在长波长LED中的应用潜力。该研究表明，石墨烯插入层显著降低了GaN薄膜中的双轴应力，从而有效提高了其上InGaN/GaN量子阱中In原子并入，进而导致量子阱发光波长红移。该方法为解决外延材料与衬底之间的失配问题提供了新思路，有助于发展高性能长波长的氮化物光电器件。相关结果以“Demonstration of epitaxial growth of strain-relaxed GaN films on graphene/SiC substrates for long wavelength light-emitting diodes”为题发表于国际顶尖学术期刊《Light: Science & Applications》。

6 南科大马俊在新型多沟道氮化镓电力电子器件领域取得进展

南方科技大学电子与电气工程系助理教授马俊与瑞士洛桑联邦理工大学教授Elison Matioli、苏州晶湛半导体有限公司董事长程凯等团队合作，在Nature Electronics发表了题目为“Multi-channel nanowire devices for efficient power conversion”的研究论文，报道了基于多沟道技术和宽禁带半导体氮化镓（GaN）的新型纳米电力电子器件。该技术是电力电子领域和宽禁带半导体领域的重大进步，有望显著提升能量转换效率。

7 GaN 功率器件片内微流热管理技术研究进展

GaN 器件大功率､高集成度的发展受限于热积累效应引起器件结温升高问题， 严重导致器件性能和寿命衰减，使 GaN 器件的高功率性能优势远未得到发挥， 片内微流热管理技术是解决热瓶颈的重要途径｡针对上述问题， 详细论述了GaN 器件热瓶颈的基础问题和片内微流热管理的重要性，并对近年来国际正在开展的片内微流散热技术研究情况进行系统分析和评述，揭示了微流体与 GaN 器件片内近结集成的各类设计方法､工艺开发途径和面临的技术难点，阐述了 GaN 器件片内微流热管理技术的现状和发展方向｡

8 首批氧化镓单晶衬底！浙大杭州科创中心又迎新成果

浙江大学杭州国际科创中心成功获得首批氧化镓单晶衬底，这是继去年获得体块氧化镓单晶之后取得的又一个重要进展，标志着科创中心在材料加工领域具备高水平研究的能力。

9 氮化镓（GaN）射频器件为新一代雷达“猛虎添翼”

在军用市场，GaN 射频器件需求快速增长，根据《第3 代半导体发展概述及我国的机遇、挑战与对策》数据，仅战斗机雷达对GaN 射频功率模块的需求就将达到7500 万只。目前，美国海军新一代干扰机吊舱及空中和导弹防御雷达（AMDR）已采用GaN 射频功放器件替代GaAs 器件。

10 Novel Crystal开发出100mm β型氧化镓晶圆

Novel Crystal Technology, Inc已成功将其高质量Ga2O3外延片制造技术扩大到100mm。这意味着Ga2O3功率器件现在可以在100mm的量产线上生产。

11 上海光机所在金刚石异质外延方面取得进展

研究人员提出了一种新的激光晶体热管理方法，即直接在晶体表面异质外延生长金刚石薄膜。研究人员采用微波等离子体化学气相沉积技术（MPCVD），以与金刚石性质差异巨大的YAG晶体作为衬底，系统地研究了在该衬底上异质外延生长金刚石的工艺，讨论了预沉积处理对金刚石异质外延的作用机理，成功制备了一系列连续、高质量的金刚石薄膜。

12 中国科大在氮化镓p-n异质结中实现光电流极性反转

中国科学技术大学微电子学院龙世兵教授、孙海定研究员团队在氮化镓（GaN）半导体p-n异质结中实现了独特的光电流极性反转（即双向光电流现象）。相关成果以“Bidirectional photocurrent in p–n heterojunction nanowires”为题于9月23日发表在《自然•电子学》上（Nature Electronics 2021, 4, 645–652）。这是中国科大首次以第一作者单位在电子器件领域知名期刊Nature Electronics上发表研究论文。

13 扩产能，降成本！意法半导体制造首批200mm碳化硅晶圆

意法半导体（简称ST）宣布，ST瑞典北雪平工厂制造出首批200mm (8英寸)碳化硅(SiC)晶圆片，这些晶圆将用于生产下一代电力电子芯片的产品原型。SiC晶圆升级到200mm标志着ST面向汽车和工业客户的扩产计划取得重要的阶段性成功，巩固了ST在这一开创性技术领域的领导地位，提高了电力电子芯片的轻量化和能效，降低客户获取这些产品的总拥有成本。

14 日本德山在线展示氮化铝单晶衬底，或即将产业化

9月6日，国际知名设备和材料科学技术会议SSDM第53届年会线上举行，日本德山化工则展示了其正在研制中的用于电子器件和其它衬底的氢化物气相外延（HVPE）生长的AlN单晶衬底，这更像是产业化之前的预告片。