前辈 功率半导体研发国家 队,深圳平湖实验室甩出王炸

摘要

(图:深圳平湖实验室展台,摄/雷若馨)21世纪经济报道记者 李金萍 雷若馨 深圳报道AI比拼后半程,是能源革命——已成行业共识。共识的背后,是能耗与算力两大焦点问题的制约。已往十年,AI对算力的需求激增百万

(图:深圳平湖实验室展台,摄/雷若馨)

21世纪经济报道记者 李金萍 雷若馨 深圳报道

AI比拼后半程,是能源革命——已成行业共识。

共识的背后,是能耗与算力两大焦点问题的制约。已往十年,AI对算力的需求激增百万倍,GPU功耗同步陡升。行业数据估算,2026年举世数据中央每天耗电量将相称于日本整年用电量。

受前辈 制程相关因素 影响,国产GPU在同等算力下功耗更高,“以电强算”成为中国AI产业破局的必由之路,关键在于提升能量转换屈从 。如何实现AI供电所需的低比导通电阻与低开关FOM,突破高质量外延发展 、超低欧姆打仗、元胞尺寸微缩、短栅长导致的短沟道效应等关键本事 ,成为半导体产业亟待办理的本事 困难。

10月15日,在2025湾区半导体产业生 态博览会 (简称“湾芯展”)上,深圳平湖实验室在化合物半导体产业发展高峰论坛上携多项焦点本事 结果及未来前沿摸索 本事 表态。该实验室是科技部支持建立国家 第三代半导体本事 立异 中央深圳综合平台的运营主体单位。

该实验室聚焦第三代半导体领域器件物理研讨 、材料研讨 、本事 开发、产品 中试,第四代半导体材料器件前沿研讨 ,致力于打造第三代及第四代功率半导体科研与中试平台,设置研讨 中央、中试中央、分析 检测中央和结果转化中央四大中央,已具备全链条的研发到产业化本事。

该平台也带来了多项半导体产业的突破性研讨 结果。好比,在衬底加工工艺上,已率先实现碳化硅激光剥离本事 和屈从 突破,实现8吋单片总消耗<75um,切割时光 ≤20min,成本降低26%,并且通过外延、器件及可靠性验证,团体 性能达到国际领先,可以资助产业链实现进一步提质、降本、增效。

本事 突破一鸣惊人

在湾芯展上出现的深圳平湖实验室,已经建立三年了。三年来,该实验室一直默默深耕本事 研发。

2021年12月,科技部授牌深圳建立国家 第三代半导体本事 立异 中央。2022年8月,深圳市科技立异 局正式举行建立深圳平湖实验室仪式,将其作为国家 第三代半导体本事 立异 中央(深圳)的主体运营单位,环绕 SiC和GaN及下一代前辈 功率电子材料及器件开展研制、焦点装备及零部件和配套材料进行验证,开展或协同焦点本事 攻关。

深圳平湖实验室主任万玉喜表示,第三代半导体产品 是支持下一代移动通讯、新能源汽车、高速列车、能源互联网等产业自立 立异 发展和转型进级 的关键要素,在数字经济发展等方面都起到焦点支持作用。

在湾芯展上,万玉喜分享了该平台的12项结果。此中值得存眷 的有碳化硅外延本事 。该本事 聚焦新型智能电网、轨道交通等国家 计谋 需求,开展特高压厚膜、超结外延研讨 。突破了200um超厚膜缺陷掌握 、少子寿命提升困难,超厚膜外延达到国际前辈 程度,并初次实现商用4°偏角4H-SiC衬底上3C-SiC外延高质量发展 ,有望办理碳化硅功率器件栅氧迁徙率低的困难。

其余 ,深圳平湖实验室在衬底与外延本事 、SiC平面栅与沟槽栅本事 、GaN外延与器件本事 等方面也取得了重大突破。

在衬底加工工艺方面,该平台已率先实现碳化硅激光剥离本事 和屈从 突破,实现8吋单片总消耗<75um,切割时光 ≤20min,成本降低26%,并且通过外延、器件及可靠性验证,团体 性能达到国际领先程度。该本事 可以资助产业链实现进一步提质、降本、增效。

在1200V SiC平面栅方面,该平台突破了超窄平面栅元胞结构计划、超博识 宽比源极打仗孔制备等关键本事 ,构建了高性能SiC平面栅MOSFET器件的本事 本事。

GaN外延本事 面向高压,聚焦车规运用 的高压1200V外延研讨 ,在硅基GaN外延厚度、翘曲、垂直耐压等方面,达到国际前辈 程度;聚焦低压、人工智能AI供电的15-40V外延研讨 ,高质量选区二次外延本事 取得突破,为超低压GaN产业化扫除了本事 障碍。

值得一提的是,深圳平湖实验室不但办理前辈 功率半导体的本事 难点,也肩负着国产化设备催熟与验证的任务。好比,该平台在通线阶段已完成123台套的精良国产设备的利用验证,此中16台属于国内细分领域首台套装备,且已完成96%的材料国产化验证,涵盖靶材、特气、化学品及光刻胶等,打破国外垄断。

万玉喜表示,平台筹划在2026年和2027年进一步提升功率密度和器件可靠性,同时,在第四代器件方面取得突破,推出GaN/SiC混合场效应晶体管、SiC20kVIGBT等。

新型实验室

平湖实验室也是一个新型实验室,规划建立了中试中央、分析 检测中央和结果转化中央。

为何要进行机构立异 ?

深圳平湖实验室相关负责人告知 21世纪经济报道记者,该机构助力半导体研发产业化的定位是紧张原因。

他表示,为确保机构建立能精准匹配产业发展需求,在规划初期便开展了广泛且深刻 的企业调研工作,调研对象涵盖众多行业企业。

从调研结果来看,半导体产业的运用 企业对研发需求有着明确的目标导向,即研讨 结果必须 可以大概切实运用 于产业实践。是以 ,这类企业对于可直接服务于产业运用 的研发机构有着更为急迫的需求,他们必要的不是离开实际的理论研讨 ,而是能将科研与产业紧密连接 、助力结果落地的平台。​ 

与此同时,调研还发明 ,许多企业受限于资金情况,难以自立 搭建一条“干净纯粹完备”的产线,这不但制约了企业自身的研发进程,更使得大批 科研结果在向实际生产转化的进程 中面对“中试逝世 亡谷”的逆境,无法顺利实现量产。​

为有效办理这一痛点,该机构在规划建立中特意规划设置中试中央、分析 检测中央以及结果转化中央。这些新增中央不但能为机构自身的研讨 工作供给 有力支持,更紧张的是,可以大概为企业供给 生产实验 制造 服务。通过这些中央的助力,企业可以借助专业的办法与本事 支持,跨越从科研结果到量产之间的“中试逝世 亡谷”,鞭策 更多科研结果乐成转化为实际生产力,实现量产目标,助力产业发展。

实验室已经建玉成球首个集科研和中试于一体的8吋功率半导体开放共享平台,拥有业界领先的宽禁带功率半导体底子办法,还配备了380余台套国际国内前辈 设备,100级清洁间面积9500㎡。

值得一提的是,该机构不但将设备用于自身研讨 ,也面向市场供给 相关服务。深圳平湖实验室分析 检测中央主任曾威表示,如许的利用办法 不但可施展 购置 设备潜在价值 ,确保所有职员和机台没有闲置,实现最大化利用,也利于实验室研讨 中央网络行业痛点、发展发起,反哺于研讨 ,鞭策 半导体产业发展。

如今,深圳平湖实验室已服务30家以上的合作同伴,10家以上的中试客户,45家以上的分析 检测服务客户,与8所高级 院校开展科研合作或共建团结实习基地。

曾威表示,一方面是通过行业内的资源,例如上卑鄙相关公司,另一方面,该实验室也通过销售渠道,为产业供给 周全 、过细、高效的办理计划 ,为实验室可连续发展供给 造血本事。

万玉喜表示,未来4-5年是国际市场周全 启动的关键期,与第三代半导体相关的国际半导体产业和装备巨头还未形成专利、标准和规模的垄断,中国有机会在国际竞争中抢占先机,希望该机构为重塑举世第三代半导体产业格局 贡献气力。

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