當前,第三代半導體材料及器件已成為全球半導體材料產業的前沿和制高點之一。以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體成熟商用材料,在新能源汽車、5G、智能電網、半導體照明、消費類電子、航天等領域具有重要的應用價值。

早在2015年,在湖南出臺的多個政策中,第三代半導體就已經被劃重點。截至目前,超7個政策提及了第三代半導體,主要聚焦碳化硅等新一代半導體材料及器件。
2020年2月,湖南省工信廳印發了《湖南省數字經濟發展規劃(2020-2025年)》,湖南將推動IGBT、第三代半導體等重大項目,構建完善產品鏈,促進氮化鎵和碳化硅器件制造技術開發,發展器件級、晶圓級封裝和系統級測試技術,提升工藝技術水平,加快實現規模化生產能力。
1月13日,湖南省制造強省建設工作會議召開,會議透露,“十三五”期間,湖南功率半導體產業從“跟跑”到與國際巨頭“并跑”,正形成從長晶到芯片封裝的碳化硅第三代半導體全產業鏈。
政策不斷加碼,打造碳化硅第三代半導體全產業鏈

早在2015年,在湖南出臺的多個政策中,第三代半導體就已經被劃重點。截至目前,超7個政策提及了第三代半導體,主要聚焦碳化硅等新一代半導體材料及器件。
2020年2月,湖南省工信廳印發了《湖南省數字經濟發展規劃(2020-2025年)》,湖南將推動IGBT、第三代半導體等重大項目,構建完善產品鏈,促進氮化鎵和碳化硅器件制造技術開發,發展器件級、晶圓級封裝和系統級測試技術,提升工藝技術水平,加快實現規模化生產能力。
2021年1月,《湖南省碳基材料產業鏈三年行動計劃(2021-2023年)》正式出臺,湖南將加速發展碳化硅材料產業鏈。支持碳化硅等新一代半導體材料產業基地、科創中心和智造及應用中心建設。依托湖南省IGBT產業優勢,推進大尺寸碳化硅單晶的研發及在芯片、電力電子、微波電子、光電子等器件的應用研究,加快高性能鋁碳化硅、碳化硅涂層材料的推廣應用。
除了湖南省省政策之外,長沙還出臺了《長沙市加快新一代半導體和集成電路產業發展若干政策的通知》、《長沙市碳基材料產業鏈三年發展規劃評審稿》,《株洲市貫徹“中國制造2025”建設制造強市五年行動計劃(2016-2020)》也提及加快碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)等下一代功率半導體器件的研發和產業化。
碳化硅產業鏈企業齊布局,三安光電、山東天岳等皆已落戶
第三半導體儼然已成為湖南“芯版圖”的重要布局之一,而其中碳化硅更是重點聚焦產業。
正常來說,碳化硅產業鏈分為四個細分領域:粉材、晶片(晶體、襯底)、外延、器件(芯片、模塊)。截至目前,僅在碳化硅領域,湖南就已在細分領域上進行了布局。
其中在粉材領域,湖南擁有頂立科技;在晶片(晶體、襯底)領域,湖南布局了山東天岳、三安光電等;在器件(芯片、模塊)領域,泰科天潤、株洲中車時代、三安光電等也皆在湖南布局。
同時,長沙比亞迪半導體有限公司、長沙華實半導體有限公司等也皆已在湖南落戶。
從企業分布來看,目前,湖南第三代半導體相關廠商基本落戶在長沙。據悉,湖南三安半導體項目的實施也將推動長沙先進半導體產業的壯大,助力長沙在化合物半導體領域形成國內領先地位。
湖南三安第三代半導體項目
2020年7月20日,湖南三安第三代半導體項目開工活動在長沙高新區舉行。該項目總投資160億元,主要建設具有自主知識產權的襯底(碳化硅)、外延、芯片及封裝產業生產基地。
2021年1月19日,湖南三安半導體項目最大單體M2B芯片廠房順利完成封頂,此次封頂標志著這座湖南省境內的首個第三代半導體產業園項目(一期)Ⅰ標段完成全面封頂,預計該項目在2021年中有望實現全面投產。
泰科天潤碳化硅芯片及器件項目
2019年,泰科天潤半導體科技(北京)有限公司6英寸半導體碳化硅電力電子器件生產線項目正式簽約落戶長沙瀏陽。
該項目總投資15億元,分兩期建設,將主要生產碳化硅芯片、肖特基二極管、碳化硅MOSFET等產品。其中,一期投資7億元,主要投入6英寸碳化硅基電力電子芯片生產線,可實現年產6萬片6英寸碳化硅晶圓。
據長沙晚報1月6日報道,泰科天潤項目90%的生產設備已到位,大部分設備處于工藝調試階段,力爭6英寸碳化硅功率芯片產線春節前投產。
天岳碳化硅材料項目
2018年11月13日,天岳碳化硅材料項目開工活動在長沙瀏陽高新區舉行。
據湖南日報當時報道,該項目的開工標志著國內最大的第三代半導體碳化硅材料項目及成套工藝生產線正式開建。天岳碳化硅材料項目由山東天岳晶體材料有限公司開發建設,總投資30億元。項目分為兩期建設,主要生產碳化硅導電襯底;二期主要生產功能器件,包括電力器件封裝、模塊及裝置等。
湖南頂立科技有限公司
湖南頂立科技有限公司(簡稱“頂立科技”)是安徽楚江科技新材料股份有限公司百分百控股子公司,創辦于2006年,是一家專業從事新材料及高端特種熱工裝備研發、生產的民營高科技軍工企業。
據悉,頂立科技攻克了第三代半導體碳化硅單晶先驅體材料——超高純碳粉關鍵制備技術,研制開發的高純碳粉、高純碳纖維隔熱材料、高純石墨制品,性能指標達國際領先水平,產品純度可達99.9999%(6N)以上,廣泛應用于半導體、核電、電子電器、航天航空等領域。
2020年9月27日,楚江新材在互動平臺上表示,公司子公司頂立科技在碳化硅單晶方面主要從事SiC單晶中的高純C粉的研制,掌握了將5N及以下的C粉提純到6N及以上的技術,研制開發的高純碳粉、高純碳纖維隔熱材料、高純石墨制品性能指標達國際領先水平,目前公司生產的高純碳粉已實現小批量生產,研發階段已經基本完成,但是到工程化和產業化階段,還有一些任務需要完成。
長沙比亞迪半導體有限公司
長沙比亞迪半導體有限公司于2020年1月成立,是比亞迪半導體股份有限公司(以下簡稱“比亞迪半導體”)百分百控股子公司,經營范圍為半導體分立器件、集成電路、照明燈具、LED顯示屏等。
2020年12月,工信部電子信息司楊旭東副司長調研湖南第三代半導體產業發展情況,參觀了長沙比亞迪半導體有限公司。
比亞迪半導體作為中國最大的車規級IGBT廠商,此前比亞迪半導體產品總監楊欽耀曾表示,比亞迪車規級的IGBT已經走到5代,碳化硅mosfet已經走到3代,第4代正在開發當中。目前在規劃自建產線,預計到明年有自己的產線。
長沙華實半導體有限公司
天眼查顯示,長沙華實半導體有限公司成立于2020年5月,公司經營范圍包括:碳化硅襯底相關半導體材料的生產;多晶硅的生產;自動化裝備的生產;碳化硅襯底相關半導體材料的銷售;半導體設備的銷售;智能產品的銷售;碳化硅襯底相關半導體材料的研發等。
中車時代電氣
株洲中車時代電氣股份有限公司(以下簡稱“中車時代電氣”)是中國中車旗下股份制企業,其前身及母公司——中車株洲電力機車研究所有限公司創立于1959年。
早在2010年左右,中車時代電氣開始構思SiC芯片。
2017年8月,株洲中車時代電氣第三代功率半導體器件生產線生產廠房交付使用。同年12月SiC芯片生產線便完成了工藝設備技術調試,2018年1月首批芯片試制成功。
2020年,中車時代電氣開發出地鐵全SiC牽引變流器,同年11月,其 “基于SiC器件的牽引變流器”在第二十二屆中國國際高新技術成果交易會上展出,SiC牽引變流器是SiC芯片和模塊應用的關鍵載體,是發揮SiC技術優勢和推動下一代器件應用技術變革的關鍵所在。