
什么是第三代半导体?这五高特性我想在座的很多专家都应该很清楚,由于这个五高特性,他支撑了能源环境面临的严峻挑战,两会上今年比较热的词是碳中和,清洁能源的利用率到2030年要达到50%,终端电气化要达到50%才能实现,从发电、输电、输变电到终端的用电都要降低能耗、提高效率,这就离不开第三代半导体。
第三代半导体产业技术创新战略联盟 理事长 吴玲
以氮化硅为主的第三代半导体应用非常广,刚才讲能源,在光电子这个行业有一个苹果还没有红透就是LED半导体照明,在支撑下一代的信息技术5G,包括电力电子的能源交通先进制造,工业物联网、消费类电子等等,只要和电有关的都离不开第三代半导体。所以我有一个感受,我记得19年前做LED的时候,说氮化镓这么高端的一个材料,什么时候才能飞到寻常百姓家呢?终于到了这一天。
第三代半导体产业发展都进入了拐点,LED通用照明进入到了拐点期,5G、LED照明包括光电领域的很多应用,今年就连氮化镓网红的产品快充等等都已经见到了商业化的东西了,所以发展速度非常快。但是,第三代半导体这个三个应用方向的发展阶段,技术的进步的程度,它存在的问题和未来的发展的模式实际都不一样的。光电应该说只有LED是全链条自主可控的,就一个显示Mini/Micro LED大家已经看到了紫外是一票难求。
光电的发展更多的是应用的驱动,氮化镓是唯一能够覆盖全波长半导体的一个材料,刚才讲更多的是微缩化发展趋势,除了照明显示以外,我记得当年LED刚启动的时候,国家非常重视,科技部、工信部甚至发展财政,当时是说要省四个三峡,我记得英特尔的CTO一次在一次会上见到我,我说我们一个LED分会为什么你来了?他说因为他是半导体,他可控,他是人机最好的界面,而且所有有生命的东西都离不开光,未来他发展的前景是什么样,我当时没有说听明白,我现在越来越觉得说的非常有道理。就是我们说的光健康、医疗农业、光通信,光互联,甚至可以支撑全光谱的创新,像Mini/Micro LED实际上我们在十三五的科技计划里面是叫小间距。后期又启动了一个Micro一个项目。
在十四五今年的指南里面,除了在显示领域明确了Micro LED和第三代半导体专家也是在一起联合来推动这事。在第三代半导体光电方向,我们叫微小间距的创新应用上,比如说基于车灯的,互动的,还有医疗检测等等。就是说光通讯,光互联还有很大的属于在青年项目里面也做了一些安排。
甚至我们叫单光子,就是未来和量子科技有关的,现在也在进行布局。半导体照明我们可以骄傲的说18年,当时是几十个亿,去年疫情影响,出口下滑的情况下,还是7000多亿,上市公司从0到主营47家,应该说是一个大国,但不是强国。为什么?光一个往微小间距这个方向走,显示作为一个突破口实际上已经翻篇了。我们这方面的创新能力能多强非常重要,但是十三五在我们叫全光谱的光健康方面,比如说黄光、红光我们在国际的研发指标都是领先的。
Mini LED已经开始进入市场了,产业链已经初步形成了。我非常同意郑院士刚才的报告,但是,到了Micro LED,可不像Mini现在的有一些线还可以用,有一些技术稍微升一下级就可以了。实际他是一个质的跨越,不仅仅需要行业的竞合,我们搞IC行业显示终端的要竞合,同时也是产业链的重构。市场预测的报告我不讲了。
我感觉这几年Mini的增长率是太快了,就像2009年,2010年的半导体照明发展速度非常快。从氮化镓半导体照明这个产业作为第一个突破口,过去的11年,我们做出了一个性价比有优势的绿色光源。
大家都知道GE早就关门了,但是我们应该说全链条已经自主可控了。但是大家看看未来十年,灯泡已经不是灯泡了,就那个叫《阿凡达》那个电影,你想让哪亮哪就亮,你想要什么样的光就是什么样的光,那叫按需照明,将来没有灯,所有的东西他可以镶嵌在任何材料里面,有出现你所需要的各类功能。
特别是农业,最近这几年农业发展的速度也非常快,医疗健康,特别是光生物,光遗传,很多机理问题的突破,使从诊断到治疗到康复,到保健,特别是人口老龄化的来临,老年痴呆,退行性疾病、缺钙等等都和光有关系。包括光通讯我就不讲了。
今天讲的比较多的是微电子集成的这种深度融合的未来的发展方向,大家看看这个新型显示是首当其冲,未来的量子技术,脑机融合等等。
问题与挑战,一个是从十三五到十四五科技部计划的一些安排,特别是十四五,在Micro LED方面也好,还是在其他方面的应用都有一些明确的指标。而且,这一次两会也提到了2030国家重大项目也许叫2035还是什么,材料领域的也是在高新司材料处这边领导下。可能也会从启动,这样就能从国家计划的引领到解决企业共性关键技术和应用链条的打通,真正的能够做到产业的健康可持续发展非常重要。
还有一件事刚才雷司长已经说了,显示的国创中心已经批了,材料处还组织了一个叫第三代半导体的国创中心这个也批了。他就是以粤港澳、长三角和京津冀这样一个区域有一些主平台,共性关键技术的研发和服务平台,以及靠近高校的技术源头和靠近应用企业来牵头的中心来共同组成。实际目的就是一条上下游链条打通,协同发展,能够跨领域甚至全球内发展形成发展合力,因为我们的目标是对标国际龙头。
最后小结:
第一,窗口期时间不长,第三代半导体,现在一说什么都卡脖子,尤其是芯片是最卡脖子的,但是第三代半导体我们在光电领域已经有这么好的优势了。我们在射频由于军工20年的一些杀手锏,实际上去年我们已经20%射频前端的芯片是国产了。中国巨大的能源、交通、高铁,能源互联网各类的先进制造,万物互联,人工智能等等,这么大的市场我们非常有可能在第三代半导体建立长板,我们叫战略优势。总书记以后在给美国谈判手里有牌。
第二,怎么和Mini LED将来怎么联手,我记得LED行业两次面对337,今天我看洲明都来了,你们记不记得2007年337的时候都交不起律师费,是我们行业一起努力才打赢官司,标准专利非常重要,就是怎么样形成合力,我们一定要能够从利益共同体变成命运共同体才能胜出。
第三,所谓的新型举国体制不是两弹一星的举国体制,一定是市场化的举国体制,不管是平台你的标准、专利、人才包括你的一些产业服务、信息交流。最后要想建立一个体系和生态,离不开大家的共同努力。
所以我们愿意和我们这些行业协会,我们上下游,因为现在和传统的工业不一样了,分的那么清楚九龙治水就做不成了,现在一定是你中有我,我中有你才能把事干成,我就说这么多,谢谢大家!
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