上海第三代半导体产业发展现状

半导体材料已经历经了三代的发展，第一代半导体材料主要是指硅、锗元素等单质半导体材料，这一代半导体材料把人类带入了电子晶体管收音机时代；第二代半导体材料主要是指二元/三元化合物半导体材料，比如砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）、砷化镓铝（GaAsAl）、砷化镓磷化物（GaAsP）等，以上III-V族半导体的发展开辟了光电和微波应用；相比第一代与第二代半导体材料，第三代半导体材料指的是一类具有较大禁带宽度（禁带宽度>2.2eV）的半导体材料，主要包括碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氮化铝（AlN）、氧化锌（ZnO）等，其中，目前发展较为成熟的是碳化硅和氮化镓。具体来看，碳化硅是一种由硅和碳组成的化合物半导体材料，其在热、化学、机械方面都非常稳定。碳原子和硅原子不同的结合方式使得碳化硅拥有多种晶格结构，如4H、6H、3C等等。4H-碳化硅因为具有较高的载流子迁移率，能够提供较高的电流密度，常被用来做功率器件。氮化镓是一种极稳定的化合物，又是坚硬的高熔点材料，熔点约为1700℃，具有高电离度，在III-V族化合物中是最高的（0.5或0.43），其在大气压力下，晶体一般是六方纤锌矿结构。

聚焦上海，上海集成电路产业的基础雄厚，起点较高，是国内集成电路产业综合水平高、产业链完整、产业生态环境好的地区之一。张江科学城是上海第三代半导体产业最主要的研发、测试集聚地。临港新片区则成为上海推动第三代半导体产线落地的桥头堡，引进了华大、新昇、格科、闻泰、中微、寒武纪、地平线等40余家行业标杆企业，初步形成了覆盖芯片设计、特色工艺制造、新型存储、第三代半导体、封装测试以及装备、材料等环节的集成电路全产业链生态体系。上海其他区域也吸引了部分第三代半导体项目发展。如普陀区闻泰科技将打造5G终端产业园；宝山中科钢研碳化硅项目总部目标建设拥有国内外多个生产基地、产品销售与服务中心的企业集团。

其中，天岳先进公司于2013年完全实现4英寸SiC导电型衬底量产，于2021年上半年实现6英寸导电型衬底小批量销售，但是国内SiC衬底单晶质量依然与国外存在差距，有单晶性能一致性差、成品率低、成本高等问题，比如在良率与长晶速率方面，作为国内领先的半导体衬底企业，根据天岳先进招股书显示，其2020年平均长晶周期为7天，2021年上半年晶棒良率50%，衬底良率75%，与国外先进厂商Cree、II-VI等在良率上还存在一定差距。臻驱科技公司在第三代功率半导体领域，与日本罗姆半导体共建了联合实验室，完成了多款SiC模块的迭代开发，实现了从器件、电控到整车级别的仿真、测试和效率提升，预计SiC三代功率半导体将在未来2-4年实现大批量交付。忱芯科技公司的目标市场定位于SiC产业链中游，主要包括高性能、定制化的SiC功率半导体模块产品，SiC核心功率部件系统级解决方案，以及晶圆级、器件级及应用级动态特性、静态特性、连续功率等全谱系SiC自动化测试系统。

参考资料：

东方财富. 碳化硅衬底领导者，导电型衬底正发力[R]. 20230523

潮电智库.臻驱完成6亿D轮融资，正向开发电动汽车电机控制器及SIC功率模块[R]. 202310