全球第三代半导体材料相关支持措施纵览
作者:镓芯光电    发布于:2017-04-07

  第三代半导体材料,又称宽禁带半导体材料(Eg>2.3eV),主要以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)为主。第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的热导率和击穿电场、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力,在电力电子、微波射频和光电子三大领域有着广阔的应用前景。随着SiC和GaN器件制作工艺的逐步成熟和生产成本的降低,它们正在凭借其优良的性能逐步进入传统Si基半导体市场,并打破Si基由于材料本身性能所遇到的瓶颈,从而引领一轮新的产业革命。


  马克思说“科学技术是第一生产力”,习总书记强调“把核心技术掌握在自己手中”。第三代半导体的研发和应用已成为全球瞩目的焦点,我们只有掌握了核心技术,才可以抢占发展先机,真正成为照明强国。知己知彼,百战不殆。小编在研习国(guang)家(tao)大(bao)事之余,梳理了一下美、日、欧、韩等国的政策布局,一起看看地球上的其他小伙伴是如何积极进行战略部署抢占全球战略竞争制高点的。(前方高能,备好笔记本,大批“干货”来袭)

一、 各国/地区有关第三代半导体的支持措施

  20世纪以来,发达国家就不断创新组织模式,加大对第三代半导体材料及应用的研发投入,加快产业化部署,纷纷通过国家级创新中心、协同创新中心、产业联盟等形式,将企业、高校、研究机构及相关政府部门等有机地联合在一起,通过协同组织,共同投入,实现第三代半导体技术的加速进步,引领、加速并抢占全球第三代半导体市场。


  1、早期各国对固态照明(包括LED和OLED)的关注和支持更多,随着固态照明技术的快速进步和产业的逐渐成熟,政府在面向电力电子和微波射频的技术研发与应用方面支持力度加大。 
  2、国防和空天等军事需求,大大推动了第三代半导体材料的技术进步和产业应用。 

  3、在持续支持技术攻关外,美国、欧盟的政策逐渐逐步转向支持市场应用和推广,加快产品商业化进程。

  4、政府积极配合,并大力支持欧、美、日企业开展全球化资源竞争和市场抢夺。

1、美国 

  美国政府高度重视第三代半导体的研发与应用,从国家层面部署第三代半导体的研发战略,从而确保在这一领域的优势地位。进入21世纪以来,美国能源部、国防部、科学技术委员会以及相关的产学研机构先后制定了一系列半导体技术开发项目,集中优势资源,先后开展了GaN、SiC在电力电子器件、光电集成器件和柔性电子器件方面的研究,并取得了有目共睹的成果。

 

2、欧盟 

  欧盟作为欧洲经济、政治共同体,以制定第三代半导体的联合研发计划为主,充分融合各个成员国的人才、技术、资金优势,开展第三代半导体的研发及应用技术,使欧洲一直保持世界领先水平。

 

3、英国 

前不久,一位英国老奶奶(英国首相特蕾莎•梅)对其同胞宣告“脱欧没有回头路”并宣布脱欧程序正式启动,所以小编将英国单独列了出来。此前英国从属于欧盟,并没有太多独立研发项目。从2016年开始,英国投入巨资聚焦半导体照明、电力电子和微波射频等热门领域,推动第三代半导体技术和产业的飞速发展。

 

4、日本

  最后,到了让我们“爱恨交加”的两个近邻,日本和韩国。在强烈谴责他们的某些不光彩行为的同时,我们也要虚心学习他们对待科学的严谨态度。日本之所以能取得如今在第三代半导体材料领域的“霸主”地位,是与其多年的潜心研究密不可分的。日本政府的多个部门、不同机构通过制定战略规划、联合研发项目、激励措施等多种形式连续多年巨额投资半导体研发项目,使其在GaN和SiC衬底、外延、器件的研发与应用方面处于世界领先地位。

 

5、韩国

与日本相似,韩国在电子产品方面的成功,是与其拥有的先进半导体技术息息相关的。从研发GaN开始,到研制MOCVD设备,再到制备高质量的GaN和SiC粉体、单晶、外延,韩国始终致力于掌握先进半导体材料的核心技术,并把韩国的产品推向世界,走在全球前列。

 

二、 国内关于第三代半导体的支持措施

  我国从上世纪90年代开始,对第三代半导体材料科学的基础研究部署经费支持。从2003年开始,通过“十五”科技攻关计划、“十一五”863计划、“十二五”重点专项对半导体照明技术进行了持续支持。“十二五”以来,我国开展了跨学科、跨领域的研发布局,在新材料、能源、交通、信息、自动化、国防等各相关领域分别组织国内科研院所和企业联合攻关,部分解决了第三代半导体材料和器件制备的关键技术问题。2016年作为“十三五”开局之年,科技部、工信部、国家发改委等多部委出台多项政策,对第三代半导体材料进行布局。从政策的内容来看,科技创新仍是重点,产业化布局、专业人才储备、投资鼓励、产业园规划建设、生产制造扶植等方面的支持政策也逐步出台,力争全面实现“换道超车”。


  2016年我国启动了“十三五”国家重点研发计划“战略性先进电子材料”重点专项的组织实施工作,第三代半导体材料与半导体照明作为重点专项中最重要的研究领域,得到了国家层面的重点支持。另外,为推动第三代半导体器件在新能源汽车和新能源并网领域的应用,在国家重点研发计划“新能源汽车”重点专项、“智能电网技术与装备”重点专项中也启动了相关技术研发和示范应用研究。


得益于国家层面的连续支持,国内已有近百家单位开展了第三代半导体材料及应用研究,在基础科学问题上取得了突破性进展,并积累了一定的产业化经验,培养了一大批科研人才和创新团队。上、中、下游及设计、配套等各环节均开始出现一些优秀厂商,初步形成了较为完整的产业链。

 


三、 第三代半导体政策未来走向


  1、注重多方技术合作与联合开发


  第三代半导体材料及其应用具有跨学科、跨领域的特点,需要投入大量的人力、财力,由单一研发机构进行研究面临诸多的不便和困难,同时由于其技术的复杂性,研究经费需求相对高昂,由此决定了针对第三代半导体材料及其应用采用多方技术合作与联合开发的现实性。从美日欧韩等国的政策分析可以看出,多方技术合作与联合开发已经成为重要的组成部分,并在未来相关政策中将继续增强。


  2、注重科研成果产业化和商品化


  只有将科技成果实现产业化和商品化,才能表现出科技对经济的推动作用。因此世界各国在其科技产业政策的制定都非常重视研发成果的产业化商品化推进。


3、注重培养市场并提供市场的支持与保护


  各国政府对包括第三代半导体在内的高新技术研究的支持很重要的一个方面就是为研发成果创造一定的市场空间,这对本国的第三代半导体产业产生了很好的引导、扶持和促进作用。