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低碳經濟驅動第三代半導體發展，下游封測領域前景廣闊

發布時間：2022-08-30 08:29:38 瀏覽：41次責任編輯：騰盛精密

前言

隨著綠色低碳戰略的不斷推進，提升能源利用效率和能源轉換效率已經成為各行各業的共識。半導體行業如何利用現代化新技術建成可循環的高效、高可靠性的能源網絡，無疑是重點關注的問題。

綠色低碳成為全球共識

新一輪科技革命是以物聯網、大數據、人工智能、區塊鏈等數字技術為主導。但代價是什么呢？是巨大的功耗，“開一個超算中心能‘吃掉’半個核電站的電能”。

全球能源的消耗導致二氧化碳的排放量與日俱增，造成了全球氣候變暖等一系列變化，碳排放成為世界各國關注的焦點，我國也開始關注碳排放帶來的不利影響，并逐漸將低碳與節能減排、環境保護結合起來。

為了人類可持續發展和推動構建人類命運共同體的大國責任擔當，我國的政策重點也開始將“減碳”提升到了新的戰略高度，在十四五規劃正式提出“2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和”這個重大戰略目標。

降低能耗才能減少碳排放。在低碳節能的時代，以能源綠色低碳發展為關鍵。風口之下，新能源科技迎來了更多的發展機會。半導體技術作為現代科技的底層基礎與核心，所發揮的作用也不可忽視。

助力雙碳第三代半導體迎來大發展

“雙碳”目標對我國綠色低碳發展具有引領性、系統性，可以帶來環境質量改善和產業發展的多重效應。

隨著碳中和的推進，新能源產業和半導體產業開始更多交匯點，采用性能上更優異的第三代半導體材料，可以提升能源轉換效率，有望成為綠色經濟的中流砥柱。

那么第三代半導體材料，它在能源轉換里到底和以前第一代半導體有什么不同？第一代半導體就是現在常用的硅基材料，第三代半導體代表性的材料就是碳化硅和氮化鎵。硅基半導體有它自己的物理極限，大概是0.4Ω·m㎡，這是一個芯片面積和歐姆的乘積。目前，從架構上，從可靠性方面，從性能的提升，硅基半導體基本上已經接近了物理極限，而第三代半導體是能夠在有限提升的基礎上，再往前跨一步。

舉個例子來說，比如現在手機用的快充，功率有的已經做到一百瓦以上。但如果要用以前的材料來做充電器，就會做得很大?，F在用氮化鎵材料來做，就可以把體積做得小。它需要一些什么特性呢？就是它的開關頻率可以非常高，這就是新材料在能源轉換里面的優點。還有一個重點就是，第三代半導體材料由于其禁帶寬度遠遠高于硅，導致它做出來的器件的寄生參數特別小，因此就能夠帶來上述那些好處。

△硅、氮化鎵和碳化硅的詳細比較 | 英凌飛

如此來看，在“碳中和”趨勢浪潮下，以氮化鎵(GaN)、碳化硅(SiC)為代表的第三代半導體具備耐高溫、耐高壓、高頻率、大功率等優勢，相比硅器件可降低50%以上的能量損失，并減小75%以上的裝備體積，是助力社會節能減排并實現“碳中和”目標的重要發展方向。

第三代半導體正在成為市場焦點，多個下游產業集中爆發，40-50%的應用市場將在中國，下游的爆發導致上游晶圓供不應求；性能提升，成本下降即將形成產業化，產品進入高速導入期。

全球來看，第三代半導體產業處在一個高速增長的階段，在市場的關注熱潮之下，第三代半導體公司正處在抓住機會資本化的發展階段。我國在“十四五”規劃中，計劃在2021-2025年期間，在教育、科研、開發、融資、應用等各個方面，大力支持發展第三代半導體產業，以期實現產業獨立自主。不僅如此，地方層面也在積極響應第三代半導體的發展號召，重點發展第三代半導體產業，解決半導體行業“卡脖子”問題，自主可控需求明確?，F階段國產替代空間巨大，尚未形成行業寡頭。

如何更好發展第三代半導體

如何更好發展第三代半導體，助力碳達峰、碳中和目標的實現？行業內不少專業人士提出觀點，首先要實現關鍵材料、核心芯片和模塊的產業化，做好產業的優化布局并通過示范和規模化應用。

具體來說，盡快實現高性能6英寸、8英寸碳化硅單晶襯底和外延材料及其功率器件的量產，6英寸、8英寸硅基氮化鎵外延材料及其功率器件的量產，高性能封裝的器件和模塊量產，單晶襯底生長、加工、芯片工藝、封裝、測試等核心檢測儀器和裝備的國產化。

從芯片設計制造到封裝測試以及應用等各環節實現全壽命周期的低碳甚至零碳戰略，自主可控是第三代寬禁帶功率半導體產業健康發展的基石，也是全產業鏈落實雙碳戰略目標的保障。

第三代半導體行業的高速發展對高質量封裝工藝設備產品提出相應的市場需求。騰盛精密憑借突出的技術創新優勢，搶抓市場機遇，提供的點膠設備、劃片機（切割）以及不同行業領域的封裝解決方案受到市場和客戶的肯定，部分產品已實現進口替代。未來將在更大的范圍內進行量產和擴產，進一步推動我國半導體產業實現國產化、量產化、產業化，達到經濟效益、社會效益和環保效益的有機統一。