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大湾区半导体材料产业进击：从上游技术追赶走向平台化生态

来源：中图科技发布时间：2021-08-12 点击：4907 次

大湾区的优势能力就在于，凭借成熟的产业化生态链融合。一旦技术能够获得突破，接下来的大规模、低成本商用，可推动中国在化合物半导体材料市场能够实现快速突破。

编者按：进入数字化时代，芯片的重要性愈发凸显。而在这其中，晶圆材料是核心承载物之一。单纯硅作为第一代材料，已经无法满足更高压、更大功率和低损耗等特性需求。第二代和第三代半导体材料顺势登场。随着国内生态的共同推进，以及材料厂商本身的持续研发迭代，大湾区内的材料市场正散发出旺盛生命力。它们越过“瞪羚”企业发展过程中必经的艰难时期，追赶更艰难的制程工艺，并以此进击更完善的产业生态角色。

随着粤港澳大湾区内电子产业生态的日益磅礴，身处其中的上游半导体材料厂商们，也在市场的需求助推和自身技术演进过程中，日益壮大起来。

单纯硅材料由于其元素本身的限制，在某些场景已经无法满足对于更高压、更大功率和低损耗等特性的需求。由此，以砷化镓和磷化铟为代表的第二代，以及由碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体应用市场被逐步培育壮大，并在龙头创新公司的带动之下，走红全球市场。

政策层面早已对我国发展半导体上游基础前沿技术有了部署希冀。“十三五”期间，国家科技部在“国家重点研发计划”中提到支持第三代半导体发展，国家2030计划和“十四五”国家研发计划也明确提出第三代半导体是重要发展方向，其也被列为国家科技创新2030重大项目“重点新材料研发及应用”。

在此期间，广州提出组织实施“强芯”工程。深圳提出的“芯片制造补链工程”中，提及对关键设备和材料的研发及产业化；同时强调到2023年，要实现第三代半导体中试研发和器件生产线建成，带动衬底、外延等环节加速发展，本地产业链配套和协作能力明显提升，产业链竞争力显著增强的目标。

如今在粤港澳大湾区内的产业链公司中，有早年间随着LED产业生态竞合、成长起来，由此在氮化镓领域有所积淀的厂商；有基于产业生态部署而深入含镓材料化合物材料市场，并陆续迈步第二代和第三代半导体材料的厂商；也有自海外留学归来，便认准并扎根第三代半导体完善产业链生态的创业公司。

虽然整体来看，在第二代和第三代半导体材料领域，国内与国外或多或少依然有所差距，但随着国内生态的共同推进，以及材料厂商本身的持续研发迭代，大湾区内的材料市场正散发出旺盛生命力。它们越过“瞪羚”企业发展过程中必经的艰难时期，追赶更艰难的制程工艺，并以此进击更完善的产业生态角色。

国内产研势力的进击

纵观全球半导体材料衬底领域，日本无疑是发展至今技术层面较为成熟的国家，且目前依然占据着优势地位。欧美则是随着新材料应用市场的崛起，相关大厂近些年间通过并购整合等方式，也走向了成熟的发展周期。

一批国产势力在近些年间，凭借日益成熟的产业生态，叠加技术能力积累，上游材料厂商们也有了充溢的发展实力。

典型如LED产业，其最初的技术路线并非全然由中国产研界提出，但随着后续制备过程中对深层次技术能力的迭代需求，中国依然在此领域实现了成熟的产业化路径。

2013年至2014年间，中图科技成立后开始了紧锣密鼓地建厂。据介绍，2015年初，公司产线正式运营，经过半年的调校探索，很快在2016-2017年间，业务基本走上正轨，并在2017年实现国内领先。

这一过程的快速完成，就是由自研技术驱动的。蓝宝石衬底的氮化镓路线最早并非由中国科学家提出，这一发展思路起源于日本，并在完成产业化验证后，获得了诺贝尔奖项，进而推动该技术路线在全球LED材料产业中推广。

但中图科技通过与产业界和学界的共同研究，2018年，时任中图有限董事长、总经理职务的康凯作为主要完成人，参与的项目“氮化物半导体大失配异质外延技术”获得国家技术发明奖二等奖，这也是支撑公司产品产业化落地的一个重要支点。

康凯向记者介绍，图形化衬底工艺是一项开放性技术，通过光学设计的LED材料为锥体，需要掩膜和材料刻蚀同步进行，以达到最终所需结果。这是化合物半导体材料发展过程中的特殊性，与仅限于二维层面的硅基材料刻蚀有巨大区别，也是产业落地过程中的核心难点。

中图科技董事长、总经理康凯：我们做到了在刻蚀能力提升的同时，把二次掩膜刻蚀技术首次实现产业化，加速推动了蓝宝石图形化衬底技术大规模、低成本、重复稳定的国产化进程。

在此基础上，再进行技术的迭代演进就有了优势加成。康凯向记者表示，基于公司自身团队对产业和技术能力领先的认知，再以此复制、扩产，很快就能实现更大的先进工艺规模效益，并让后来者难以轻易超越。

中图科技董事长、总经理康凯：这个产业有一个充分开放式的竞争环境，这就要求公司在材料、技术等各方面综合实力要超过同业，并且保证低成本、稳定性，才能获得更庞大的市场和客户。

这也是中国公司在蓝宝石衬底的氮化镓材料制备技术，甚至在LED产业链发展过程中，逐步成为全球核心力量的原因之一。

在早年间，蓝宝石材料在晶向选择方面晶片背面的抛光精细度参数等在境内外要求不同，在有头部公司掌握了优势地位后，带动国内产业共同制定国家标准，也会对整个产业生态的更高效发展带来启迪作用。

由此，将进一步推动国内的LED半导体产业，包括设备厂商、器件厂商等，实现更大规模的生态完善和成熟。

中图科技招股书显示，自2018年起，公司折合4英寸PSS（图形化蓝宝石衬底）月产能一直保持在100万片以上，年产能超1300万片。

另据LEDinside对全球GaN-LED外延片产量的测算，中图公司2018-2020年连续三年全球市场占有率均超过26%，2020年全球市场占有率达到29.81%，目前为全球产销规模最大的PSS厂商之一。

大湾区的优势能力就在于，凭借成熟的产业化生态链融合。一旦技术能够获得突破，接下来的大规模、低成本商用，就不是太难的问题。由此也推动中国在化合物半导体材料市场能够实现快速突破。

中图基于此前在氮化镓市场的积累，也开始探索向第三代半导体市场的进一步产研联动。近期公司筹划在科创板上市，募资用途其中一部分，就是用于“第三代半导体衬底材料工程研究中心建设项目”。

康凯向记者指出，现阶段来看，美国公司在碳化硅基的氮化镓技术路线上发展相对成功，日本则是通过蓝宝石衬底的氮化镓技术走通了另外一条发展路径。这说明技术本身的发展路线并不唯一。

“募资投入第三代半导体材料市场的研发，是因为随着我们在PSS领域逐步做大，有义务在新的前沿市场进一步深入研究。”他续称，在细分领域做到全球领先水平后，就一定程度上掌握了突围既往行业发展路线的思路和能力。随着更大的产业市场被开启，中图也有能力进一步复制到其他市场进行探索和落地，从而形成平台化发展模式。

当然他很清醒地认识到，产业投资过程中思路清晰很重要。康凯表示，“我们进行这类投资准备，不是为了赶风口，核心是抓团队不抓项目，有合适的团队就会予以相应关注。”

如今，在日益完备的国产半导体生态链条发展路径之下，上游材料领域公司基于自身对技术研发的深厚积累，以及耐得住寂寞的初心，也正走向下一个高地。

文字记者｜骆轶琪

文字编辑｜曹金良

电视记者｜周金颖

摄像记者｜宋子荣杨毓

视频编导｜周金颖张倩茹

配音｜车远洋

监制｜杨海涛

统筹｜于晓娜张伍生李锐杜弘禹

出品人｜蔡万麟任天阳

本篇文章内容转载自：央视新闻客户端

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