山西天润新泽能源发展有限公司怎么样

其中计划新开工项目70个，续建项目116个，预备项目22个。

计划新开工项目（70个）

1.兰州新区现代农业双创基地建设项目（二期）

2.凉州区西营五干片区调蓄水池工程

3.永靖县黄河刘家峡库区北岸综合治理和高质量发展项目

4.张掖城市森林公园建设项目

5.甘州区水生态环境修复治理项目

6.黄河流域平凉市泾河干流综合治理项目一期工程

7.六盘山片区中卫至平凉至庆阳铁路(甘肃段)

8.G309线金崖至河口（张家台）段公路工程

9.S03天水绕城高速公路

10.S44康县至略阳高速公路望关至白河沟段工程

11.G312线傅家窑至苦水段公路工程

12.S36临洮至康乐至广河高速公路

13.G569曼德拉至大通公路武威至仙米寺段公路工程

14.玉门东镇至玉门老市区至赤金高速公路

15.张掖市现代有轨电车S1线工程

16.甘肃（敦煌）国际空港建设项目

17.润泽（临洮）智惠产业创新城项目（一期）

18.武威铁路国际集装箱场站项目

19.陇东至山东±800千伏特高压直流输电工程

20.2021年酒湖直流工程配套风电200万千瓦项目

21.庆阳油气产能建设项目（2021年）

22.灵台电厂建设项目

23.正宁电厂二期工程

24.甘肃电投常乐电厂调峰火电项目（3、4号机组）

25.75.5万千瓦分散式风电项目

26.庆北750千伏输变电工程

27.甘肃中部750千伏电网主网架完善工程

28.甘肃省2021年农村电网巩固提升工程

29.会宁县党岘20万千瓦风电项目

30.环县毛井二期20万千瓦风力发电项目

31.甘肃东方钛业“硫-磷-铁-钛-锂”绿色循环产业项目

32.兰州恒大新能源动力电池项目

33.甘肃靖远煤电股份有限公司靖远煤电清洁高效气化气综合利用（搬迁改造）项目

34.东旭建设集团G6（兼容G5.5）-OLED载板项目

35.“东数西算”国家工程庆阳基地项目（西北超算数据中心集群）

36.中国移动（甘肃兰州）数据中心（丝绸之路西北大数据产业园）二期建设项目

37.隆旗科技天水智能终端制造产业园项目

38.中国电信兰州新区大数据中心

39.天水智能终端制造产业园项目（二期）

40.甘肃佛阁藏药有限公司奇正藏药医药产业基地建设项目

41.甘肃省科学院高技术产业园项目

42.中国移动通信集团甘肃有限公司5G网络建设工程

43.平凉国维淀粉有限责任公司年加工150万吨玉米生产淀粉项目

44.庆阳市宏大化工科技有限公司20万吨双氧水和2万吨吗啉项目

45.中国电信甘肃公司2021年5G建设项目

46.白银炉技术创新升级项目

47.金川集团公司镍精炼加压系统优化提升技术改造

48.靖远宏达矿业有限责任公司冶炼废渣综合利用技术提升及产业优化（二期）项目

49.甘肃省陇东区域医疗中心项目

50.白银市中心医院易地迁建项目

51.兰大二院3号医疗综合楼项目

52.酒泉市人民医院迁建及传染病综合楼建设项目

53.平凉市中医医院（中西医结合医院）建设项目

54.甘肃省武威肿瘤医院整体搬迁及功能提升项目

55.甘肃中医药大学附属医院中医药传承创新中心项目

56.兰州新区甘南实验中学项目

57.兰州大学“双一流”建设支撑项目（二期）

58.临夏现代职业学院文旅学院项目

59.靖远县第三中学暨清华园实验学校项目

60.北京八中兰州分校高中部新建项目

61.红古区海石湾南区棚户区改造教育设施（高中）建设项目

62.甘肃省临洮体育训练基地二期建设项目

63.天水市乡村振兴南北两山片区旅游基础设施项目

64.迭部县扎尕那生态旅游养生特色小镇建设项目

65.临夏华谊兄弟星剧场美好生活综合体项目

66.绿地全球贸易港项目(一期)

67.兰州恒大文化旅游城一、二期项目

68.白银唐道文化旅游生态城项目

69.兰州新区绿色化工（棚改）安置房项目

70.兰州新区化工园区热电联产项目

续建项目（116个）

1.引洮供水二期骨干工程

2.引洮供水二期配套城乡供水工程

3.甘肃中部生态移民扶贫开发供水工程

4.天水曲溪城乡供水工程水源及输水洞线部分

5.黄河流域平凉市林草生态扶贫及储备林建设项目

6.酒泉市肃州区洪水河水库工程

7.古浪县生态移民暨扶贫开发黄花滩调蓄供水工程

8.盐环定扬黄甘肃专用工程甜水堡调蓄引水工程

9.董志塬水厂建设项目

10.讨赖河嘉峪关安远沟至嘉酒分界线段水系生态环境综合治理工程

11.福建圣农1.2亿羽白羽肉鸡产业链项目

12.中国—以色列（酒泉）绿色生态产业园建设项目

13.庆阳伟赫乳制品有限公司年产18万吨功能性液态羊乳产品产业链开发项目

14.中国高水平放射性废物地质处置地下实验室建设工程

15.兰州七里河安宁污水处理厂改扩建项目

16.甘肃工业废弃物资源化利用及无害化处置项目

17.白银市靖乐渠环境治理工程

18.金塔光和环境服务有限公司北河湾循环经济产业园危废处置中心项目

19.榆中生态创新城污水处理厂新建工程

20.西宁至成都铁路（甘肃段）

21.新建天水至陇南铁路(含陈家沟煤矿专用线）

22.新建中卫至兰州铁路（甘肃段）

23.兰州至张掖三四线铁路中川机场至武威段

24.兰州至合作铁路

25.酒泉至额济纳铁路酒泉至东风段升级改造工程

26.兰州中川国际机场综合交通枢纽环线铁路

27.G75兰州至海口高速渭源至武都段

28.甘肃省甜水堡（宁甘界）经庆城至永和（甘陕界）段

29.G8513平凉至绵阳高速公路平凉（华亭）至天水段

30.平凉至绵阳国家高速公路（G8513）武都至九寨沟建设项目

31.S25静宁至天水高速公路庄浪至天水段

32.G312线清水驿至傅家窑公路工程

33.G1816乌海至玛沁国家高速公路兰州新区至兰州段（中通道）项目

34.通渭至定西高速公路

35.G85银川—昆明国家高速彭阳至大桥村段

36.S10凤县（陕西）至合作高速卓尼至合作段（一期工程） 37.S28线灵台至华亭高速公路项目

38.G244线打扮梁（陕甘界）至庆城段公路

39.S32临夏至大河家高速公路

40.定西至临洮高速公路

41.G341线环县二十里沟口至车路崾岘公路

42.S35景泰至礼县高速公路陇南段工程（陇南境内）

43.临洮（安家咀）至临夏公路

44.S38王格尔塘至夏河高速公路工程

45.G341线白银至中川至永登公路二期工程（白银至中川段）

46.陇西至漳县高速公路

47.S10凤县（陕西）至合作高速马坞至西寨段一期工程（白土坡至西寨段）

48.G215线马鬃山至桥湾公路工程

49.S104线兰州（沈家坡）至东岗公路沈家坡至阿干镇段

50.S06酒(泉）嘉（峪关）绕城高速公路工程（嘉峪关段）

51.中川机场T3航站楼连接线项目

52.S18张掖至肃南公路张掖至康乐段项目

53.兰州市轨道交通2号线一期工程

54.天水市有轨电车示范线工程（二期）

55.张掖丹霞轨道交通项目

56.兰州中川国际机场三期扩建工程

57.甘肃（天水）国际陆港基础设施建设项目

58.新开行贷款兰州新区向西开放新枢纽多式联运示范项目

59.张掖城区物流产业园建设项目

60.金昌江楠农产品加工冷链物流园项目

61.中核甘肃核技术产业园建设项目

62.酒湖直流输电工程配套90万千瓦风电项目

63.2020年108.04万千瓦平价光伏发电项目

64.玉门凯盛大明太阳能光热和光伏发电用聚光材料生产线及深加工项目

65.安定区华家岭西风电场建设项目

66.通渭风电基地尖岗山、寺子川风电场建设项目

67.甘肃光热阿克塞5万千瓦槽式太阳能光热发电项目

68.陇西县盘龙山20万千瓦风电场建设项目

69.甘肃中部330千伏电网优化及中兰电铁供电群体工程

70.钍基熔盐堆核能系统实验堆、实验平台及配套项目

71.嘉峪关综合保障区建设项目

72.张掖智能制造产业园项目

73.平凉智能终端光电产业园项目

74.宝方10万吨超高功率石墨电极项目

75.中车兰州机车有限公司整体搬迁工艺水平提升建设项目

76.新建多糖蛋白结合疫苗生产车间项目

77.兰州新区大数据产业园二期项目

78.甘肃德通国钛金属有限公司30kt/a转子级海绵钛技术提升改造项目

79.兰州联想科技城项目

80.兰州新区专精特新化工产业园孵化基地项目（B区）

81.甘肃德福新材料有限公司2万吨/年高档电解铜箔建设项目

82.金川集团股份有限公司镍火法系统集成创新改造项目

83.张掖云计算大数据中心建设项目

84.甘肃省同位素实验室一期项目

85.甘肃省妇女儿童医疗综合体项目

86.兰州市妇幼保健院异地新建项目

87.榆中县第一人民医院易地搬迁新建项目

88.甘肃省中医院西北区域中医医疗中心

89.天水市职教园区建设项目

90.甘肃明德职业教育学院项目

91.临夏州职业技术学校（临夏技工学校）

92.兰州大学“双一流”建设支撑项目（一期）

93.西北师范大学综合实验训练中心与学生公寓建设项目

94.兰州奥体中心项目

95.兰州市动物园易地搬迁建设项目　

96.平凉市体育运动公园建设项目

97.七里河体育场建设项目

98.嘉峪关市“一馆两中心”项目

99.甘肃简牍博物馆项目

100.“读者印象”精品街区项目

101.武威雷台景区文化旅游综合体项目

102.天水白鹿仓国际旅游度假区

103.武威历史文化街区保护建设项目

104.甘肃华夏文化博览园项目

105.兰州树屏丹霞一期工程项目

106.麦积山景区游客服务中心项目（二期）

107.兰州万达茂建设项目

108.兰州榆中生态创新城科创大道（生态大道-科十五街）道路及综合管廊新建工程

109.甘肃省民乐县国家农村产业融合发展示范园生态宜居小镇项目

110.黄河流域兰州白塔山段综合提升改造项目

111.临夏市环城北路建设工程

112.兰州榆中生态创新城学府大道（夏伟七路-科十五街）道路及综合管廊新建工程

113.白银高铁南站站前广场及周边开发建设项目（一期工程）

114.天水市三阳川隧道及引线工程

115.绿地中国丝路国际科技会展中心项目

116.忠恒桃花源教育颐养小镇建设项目

预备项目（22个）

1.临夏州供水保障生态保护水源置换工程

2.民乐县现代高科技智能化设施温室项目（海升三期）

3.凉州区调蓄工程

4 .兰张三四线铁路武威至张掖段

5.柳沟至红沙梁煤矿铁路专用线

6.兰州至永靖至临夏高速公路

7 .永昌（王信堡）至民乐（扁都口）高速公路项目

8.长武至灵台（什字）高速公路项目

9.天水军民合用机场迁建工程

10.平凉军民合用机场

11.临夏民用机场

12.嘉峪关机场改扩建工程

13.华能特高压配套新能源项目

14.玉门昌马抽水蓄能电站项目

15.银光集团白银光气化工绿色产业链项目

16.兰州中子工程应用综合研究设施项目

17.丝绸之路高端知识产权转化产业园项目

18.碳钢薄板厂热轧酸洗板（2.5-6.0mm）镀锌铝镁联合机组项目

19.兰州大学“双一流”建设支撑项目（三期）

20.甘肃省疾病预防控制中心公共卫生中心项目一期工程

21.甘肃省博物馆扩建工程

22.莫高窟游客服务中心建设项目

超两百家公司发三季报，如下的公司表现亮眼。

宁德时代公布了其2022年第三季度报告，宁德时代在前三个月的营业收入为2103.4亿元，较上年同期增加186.72%；公司实现了净利润175.92亿元，较上年同期增加126.95%。

宁德第三季度的营业收入比上年同期增加了232.47%，达到973.69亿元；公司实现了94.24亿元的净利润，较上年同期增加了188.42%。

有相关的研究报告称，在第三季度，动力电池厂商的成本压力得到了缓解。与此同时，宁德时代采取了更多的降成本举措，促进了公司的利润增长。

TCL中环在前三季度的营收为498.45亿元，较上年同期增长71.35%；实现归属于公司股东的净利润50.01亿元，较上年同期增加80.68%。

在光伏领域，宁夏中环六期工程已成功投产，加快了先进产能的释放，并进一步优化了产品结构。展望四季度，中环 TCL表示，公司将抓住发展新能源的机会，持续增强其核心竞争力。

比亚迪在今年头九个月销售了118万台新能源车，与去年同期相比增长249.56%，这个数字不但超越了国内同类产品，还超越了“销冠”特斯拉，特斯拉在今年头九个月的销量总计为90.86万辆。

比亚迪预测公司前三季度的净利润将会达到91亿-95亿，同比增长272.48%~288.85%。从数据上看，比亚迪前三季度的业绩已经超出预期，而且在未来的岁月，必将持续的保持长久增长。

新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能 等能源，称为常规能源。

太阳能

太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，化学能，水的势能等由太阳能导致或转化成的能量形式。利用太阳能的方法主要有：太阳能电池，通过光电转换把太阳光中包含的能量转化为电能；太阳能热水器，利用太阳光的热量加热水，并利用热水发电等。太阳能清洁环保，无任何污染，利用价值高，太阳能更没有能源短缺这一说法，其种种优点决定了其在能源更替中的不可取代的地位。

太阳能光伏

光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的薄身固体光伏电池组成。由于没有活动的部分，故可以长时间操作而不会导致任何损耗。简单的光伏电池可为手表及计算机提供能源，较复杂的光伏系统可为房屋照明，并为电网供电。 光伏板组件可以制成不同形状，而组件又可连接，以产生更多电力。天台及建筑物表面均会使用光伏板组件，甚至被用作窗户、天窗或遮蔽装置的一部分，这些光伏设施通常被称为附设于建筑物的光伏系统。

波浪发电

据科学家推算，地球上波浪蕴藏的电能高达90万亿度。海上导航浮标和灯塔已经用上了波浪发电机发出的电来照明。大型波浪发电机组也已问世。

风能是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比，具有明显的优势，它蕴藏量大，是水能的10倍，分布广泛，永不枯竭，对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。风能最常见的利用形式为风力发电。风力发电有两种思路，水平轴风机和垂直轴风机。水平轴风机应用广泛，为风力发电的主流机型。

生物质能来源于生物质，也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式，它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态或气态的燃料。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但利用率不到3%。生物质能(又名生物能源)是利用有机物质(例如植物等)作为燃料，通过气体收集、气化(化固体为气体)、燃烧和消化作用(只限湿润废物)等技术产生能源。

值此背景下,以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体成为市场聚焦的新赛道。根据Yole预测数据, 2025年全球以半绝缘型衬底制备的GaN器件市场规模将达到20亿美元,2019-2025年复合年均增长率高达12%! 其中,军工和通信基站设备是GaN器件主要的应用市场,2025年市场规模分别为11.1亿美元和7.31亿美元

全球以导电型碳化硅衬底制备的SiC器件市场规模到2025年将达到25.62亿美元,2019- 2025年复合年均增长率高达30%! 其中,新能源汽车和光伏及储能是SiC器件主要的应用市场, 2025年市场规模分别为15.53亿美元和3.14亿美元。

本文中,我们将针对第三代半导体产业多个方面的话题,与国内外该领域知名半导体厂商进行探讨解析。

20世纪50年代以来,以硅(Si)、锗(Ge)为代的第一代半导体材料的出现,取代了笨重的电子管,让以集成电路为核心的微电子工业的发展和整个IT产业的飞跃。人们最常用的CPU、GPU等产品,都离不开第一代半导体材料的功劳。可以说是由第一代半导体材料奠定了微电子产业的基础。

然而由于硅材料的带隙较窄、电子迁移率和击穿电场较低等原因,硅材料在光电子领域和高频高功率器件方面的应用受到诸多限制。因此,以砷化镓(GaAs)为代表的第二代半导体材料开始崭露头角,使半导体材料的应用进入光电子领域,尤其是在红外激光器和高亮度的红光二极管方面。与此同时,4G通信设备因为市场需求增量暴涨,也意味着第二代半导体材料为信息产业打下了坚实基础。

在第二代半导体材料的基础上,人们希望半导体元器件具备耐高压、耐高温、大功率、抗辐射、导电性能更强、工作速度更快、工作损耗更低特性,第三代半导体材料也正是基于这些特性而诞生。

笔者注意到,对于第三代半导体产业各家半导体大厂的看法也重点集中在 “高效”、“降耗”、“突破极限” 等核心关键词上。

安森美中国汽车OEM技术负责人吴桐博士 告诉笔者: “第三代半导体优异的材料特性可以突破硅基器件的应用极限,同时带来更好的性能,这也是未来功率半导体最主流的方向。” 他表示随着第三代半导体技术的普及,传统成熟的行业设计都会有突破点和优化的空间。

英飞凌科技电源与传感系统事业部大中华区应用市场总监程文涛 则从能源角度谈到,到2025年,全球可再生能源发电量有望超过燃煤发电量,将推动第三代半导体器件的用量迅速增长。 在用电端,由于数据中心、5G通信等场景用电量巨大,节电降耗的重要性凸显,也将成为率先采用第三代半导体器件做大功率转换的应用领域。

第三代半导体材料区别于前两代半导体材料最大的区别就在于带隙的不同。 第一代半导体材料属于间接带隙,窄带隙第二代半导体材料属于直接带隙,同样也是窄带隙二第三代半导体材料则是全组分直接带隙,宽禁带。

和前两代半导体材料相比,更宽的禁带宽度允许材料在更高的温度、更强的电压与更快的开关频率下运行。

随着碳化硅、氮化镓等具有宽禁带特性(Eg>2.3eV)的新兴半导体材料相继出现,世界各国陆续布局、产业化进程快速崛起。具体来看:

与硅相比, 碳化硅拥有更为优越的电气特性 : 

1.耐高压 :击穿电场强度大,是硅的10倍,用碳化硅制备器件可以极大地 提高耐压容量、工作频率和电流密度,并大大降低器件的导通损耗

2.耐高温 :半导体器件在较高的温度下,会产生载流子的本征激发现象,造成器件失效。禁带宽度越大,器件的极限工作温度越高。碳化硅的禁带接近硅的3倍,可以保证碳化硅器件在高温条件下工作的可靠性。硅器件的极限工作温度一般不能超过300℃,而碳化硅器件的极限工作温度可以达到600℃以上。同时,碳化硅的热导率比硅更高,高热导率有助于碳化硅器件的散热,在同样的输出功率下保持更低的温度,碳化硅器件也因此对散热的设计要求更低,有助于实现设备的小型化

3.高频性能 :碳化硅的饱和电子漂移速率是硅的2倍,这决定了碳化硅器件可以实现更高的工作频率和更高的功率密度。基于这些优良的特性,碳化硅衬底的使用极限性能优于硅衬底,可以满足高温、高压、高频、大功率等条件下的应用需求,已应用于射频器件及功率器件。

氮化镓则具有宽禁带、高电子漂移速度、高热导率、耐高电压、耐高温、抗腐蚀、耐辐照等突出优点。 尤其是在光电子器件领域,氮化镓器件作为LED照明光源已广泛应用,还可制备成氮化镓基激光器在微波射频器件方面,氮化镓器件可用于有源相控阵雷达、无线电通信、基站、卫星等军事 或者民用领域氮化镓也可用于功率器件,其比传统器件具有更低的电源损耗。

半导体行业有个说法: “一代材料,一代技术,一代产业” ,在第三代半导体产业规模化出现之前,也还存在着不少亟待解决的技术难题。

第三代半导体全产业链十分复杂,包括衬底→外延→设计→制造→封装。 其中,衬底是所有半导体芯片的底层材料,起到物理支撑、导热、导电等作用外延是在衬底材料上生长出新的半导体晶层,这些外延层是制造半导体芯片的重要原料,影响器件的基本性能设计包括器件设计和集成电路设计,其中器件设计包括半导体器件的结构、材料,与外延相关性很大制造需要通过光刻、薄膜沉积、刻蚀等复杂工艺流程在外延片上制作出设计好的器件结构和电路封装是指将制造好的晶圆切割成裸芯片。

前两个环节衬底和外延生长正是第三代半导体生产工艺及其难点所在。我们重点挑选碳化硅、氮化镓两种典型的第三代半导体材料来看,它们的生产制备到底还面临哪些问题。

从碳化硅来看,还需要“降低衬底生长缺陷,以及提高工艺效率” 。首先碳化硅单晶制备目前最常用的是物理气相输运法(PVT)或籽晶的升华法,而碳化硅单晶在形成最终的短圆柱状之前,还需要通过机械加工整形、切片、研磨、抛光等化学机械抛光和清洗等工艺才能成为衬底材料。

这一机械、化学制造过程存在着加工困难、制造效率低、制造成本高等问题。此外,如果再加上考虑单晶加工的效率和成本问题,那还能够保障晶片具备良好的几何形貌,如总厚度变化、翘曲度、变形,而且晶片表面质量(粗糙度、划伤等)是否过关等,这都是碳化硅衬底制备中的巨大挑战。

此外,碳化硅材料是目前仅次于金刚石硬度的材料,材料的机械加工主要以金刚石磨料为基础切割线、切割刀具、磨削砂轮等工具。这些工具的制备难度大,使用寿命短,加工成本高,为了延长工具寿命、提高加工质量,往往会采用微量或极低速进给量,这就牺牲了碳化硅材料制备的整体生产效率。

对于氮化镓来说,则更看重“衬底与外延材料需匹配”的难题 。由于氮化镓在高温生长时“氮”的离解压很高,很难得到大尺寸的氮化镓单晶材料,当前大多数商业器件是基于异质外延的,比如蓝宝石、AlN、SiC和Si材料衬底来替代氮化镓器件的衬底。

但问题是这些异质衬底材料和氮化镓之间的晶格失配和热失配非常大,晶格常数差异会导致氮化镓衬底和外延层界面处的高密度位错缺陷,严重的话还会导致位错穿透影响外延层的晶体质量。这也就是为什么氮化镓更看重衬底与外延材料需匹配的难点。

在落地到利用第三代半导体材料去解决具体问题时,程文涛告诉OFweek维科网·电子工程, 英飞凌的碳化硅器件所采用的沟槽式结构解决了大多数功率开关器件的可靠性问题。

比如现在大多数功率开关器件产品采用的是平面结构,难以在开关的效率上和长期可靠性上得到平衡。采用平面结构,如果要让器件的效率提高,给它加点电,就能导通得非常彻底,那么它的门级就需要做得非常薄,这个很薄的门级结构,在长期运行的时候,或者在大批量运用的时候,就容易产生可靠性的问题。

如果要把它的门级做的相对比较厚,就没办法充分利用沟道的导通性能。而采用沟槽式的做法就能够很好地解决这两个问题。

吴桐博士则从产业化的角度提出, 第三代半导体技术的难点在于有关设计技术和量产能力的协调,以及对长期可靠性的保障。尤其是量产的良率,更需要持续性的优化,降低成本,提升可靠性。

观察当前半导体市场可以发现,占据市场九成以上的份额的主流产品依然是硅基芯片。

但近些年来,“摩尔定律面临失效危机”的声音不绝于耳,随着芯片设计越来越先进,芯片制造工艺不断接近物理极限和工程极限,芯片性能提升也逐步放缓,且成本不断上升。

业界也因此不断发出质疑,未来芯片的发展极限到底在哪,一旦硅基芯片达到极限点,又该从哪个方向下手寻求芯片效能的提升呢?笔者通过采访发现,国内外厂商在面对这一问题时,虽然都表达出第三代半导体产业未来值得期待,但也齐齐提到在这背后还需要重点解决的成本问题。

“目前硅基半导体从架构上、从可靠性、从性能的提升等方面,基本上已经接近了物理极限。第三代半导体将接棒硅基半导体,持续降低导通损耗,在能源转换的领域作出贡献,” 程文涛也为笔者描述了当前市场上的一种现象:可能会存在一些定价接近硅基半导体的第三代半导体器件,但并不代表它的成本就接近硅基半导体。因为那是一种商业行为,就是通过低定价来催生这个市场。

以目前的工艺来讲,第三代半导体的成本还是远高于硅基半导体 ,程文涛表示:“至少在可见的将来,第三代半导体不会完全取代第一代半导体。因为从性价比的角度来说,在非常宽的应用范围中,硅基半导体目前依然是不二之选。第三代半导体目前在商业化上的瓶颈就是成本很高,虽然在迅速下降,但依然远高于硅基半导体。”

作为中国碳化硅功率器件产业化的倡导者之一,泰科天润同样也表示对第三代半导体产业发展的看好。

虽然碳化硅单价目前比硅高不少,但从系统整体的角度来看,可以节约电感电容以及散热片。如果是大功率电源系统整体角度看成本未必更高,同时还能更好地提升效率。 这也是为什么现阶段虽然单器件碳化硅比硅贵,依然不少领域客户已经批量使用了。

从器件的角度来看,碳化硅从四寸过度到六寸,未来往八寸甚至十二寸发展,碳化硅器件的成本也将大幅度下降。据泰科天润介绍,公司新的碳化硅六寸线于去年就已经实现批量出货,为客户提供更高性价比的产品,有些产品实现20-30%的降价幅度。除此之外,泰科天润耗时1年多成功开发了碳化硅减薄工艺,在Vf水平不变的情况下,可以缩小芯片面积,进一步为客户提供性价比更高的产品。

泰科天润还告诉笔者:“这两年随着国外友商的缺货或涨价,比如一些高压硅器件,这些领域已经出现碳化硅取代硅的现象。随着碳化硅晶圆6寸产线生产技术的成熟,8寸晶圆的发展,碳化硅器件有望与硅基器件达到相同的价格水平。”

吴桐博士认为, 目前来看在不同的细分市场,第三代半导体跟硅基器件是一个很好的互补,也是价钱vs性能的一个平衡。随着第三代半导体的成熟以及成本的降低,最终会慢慢取代硅基产品成为主流方案。

那么对于企业而言,该如何发挥第三代半导体的综合优势呢?吴桐博士表示,于安森美而言,首先是要垂直整合,保证稳定的供应链,可长期规划的产能布局以及达到客观的投资回报率其次是在技术研发上继续发力,比如Rsp等参数,相比行业水准,实现用更小的半导体面积实现相同功能,这样单个器件成本得以优化第三是持续地提升FE/BE良率,等效的降低成本第四是与行业大客户共同开发定义新产品,保证竞争力以及稳定的供需关系最后也是重要的一点,要帮助行业共同成长,蛋糕做大,产能做强,才能使得单价有进一步下降的空间。

第三代半导体产业究竟掀起了多大的风口?根据《2020“新基建”风口下第三代半导体应用发展与投资价值白皮书》内容:2019年我国第三代半导体市场规模为94.15亿元,预计2019-2022年将保持85%以上平均增长速度,到2022年市场规模将达到623.42亿元。

其中,第三代半导体衬底市场规模从7.86亿元增长至15.21亿元,年复合增速为24.61%,半导体器件市场规模从86.29亿元增长至608.21亿元,年复合增速为91.73%。

得益于第三代半导体材料的优良特性,它在 光电子、电力电子、通讯射频 等领域尤为适用。具体来看:

光电子器件 包括发光二极管、激光器、探测器、光子集成电路等,多用于5G通信领域,场景包括半导体照明、智能照明、光纤通信、光无线通信、激光显示、高密度存储、光复印打印、紫外预警等

电力电子器件 包括碳化硅器件、氮化镓器件,多用于新能源领域,场景包括消费电子、新能源汽车、工业、UPS、光伏逆变器等

微波射频器件 包括HEMT(高电子迁移率晶体管)、MMIC(单片微波集成电路)等,同样也是用在5G通信领域,不过场景则更加高端,包括通讯基站及终端、卫星通讯、军用雷达等。

现阶段,欧美日韩等国第三代半导体企业已形成规模化优势,占据全球市场绝大多数市场份额。我国高度重视第三代半导体发展,在研发、产业化方面出台了一系列支持政策。国家科技部、工信部等先后开展了“战略性第三代半导体材料项目部署”等十余个专项,大力支持第三代半导体技术和产业发展。

早在2014年,工信部发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》提出设立国家产业投资基金,重点支持集成电路等产业发展,促进工业转型升级,同时鼓励社会各类风险投资和股权投资基金进入集成电路领域在去年全国人大发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中,进一步强调培育先进制造业集群,推动集成电路、航空航天等产业创新发展。瞄准人工智能、量子信息、集成电路等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

具体来看当前主要应用领域的发展情况:

1.新能源汽车

新能源汽车行业是未来市场空间巨大的新兴市场,全球范围内新能源车的普及趋势明朗。随着电动汽车的发展,对功率半导体器件需求量日益增加,成为功率半导体器件新的经济增长点。得益于碳化硅功率器件的高可靠性及高效率特性,在车载级的电机驱动器、OBC及DC/DC部分,碳化硅器件的使用已经比较普遍。对于非车载充电桩产品, 由于成本的原因,目前使用比例还相对较低,但部分厂商已开始利用碳化硅器件的优势,通过降低冷却等系统的整体成本找到了市场。

2.光伏

光伏逆变器曾普遍采用硅器件,经过40多年的发展,转换效率和功率密度等已接近理论极限。碳化硅器件具有低损耗、高开关频率、高适用性、降低系统散热要求等优点,将在光伏新能源领域得到广泛应用。例如,在住宅和商业设施光伏系统中的组串逆变器里,碳化硅器件在系统级层面带来成本和效能的好处。

3.轨道交通

未来轨道交通对电力电子装置,比如牵引变流器、电力电子电压器等提出了更高的要求。采用碳化硅功率器件可以大幅度提高这些装置的功率密度和工作效率,有助于明显减轻轨道交通的载重系统。目前,受限于碳化硅功率器件的电流容量,碳化硅混合模块将首先开始替代部分硅IGBT模块。未来随着碳化硅器件容量的提升,全碳化硅模块将在轨道交通领域发挥更大的作用。

4.智能电网

目前碳化硅器件已经在中低压配电网开始了应用。未来更高电压、更大容量、更低损耗的柔性输变电将对万伏级以上的碳化硅功率器件具有重大需求。碳化硅功率器件在智能电网的主要应用包括高压直流输电换流阀、柔性直流输电换流阀、灵活交流输电装置、高压直流断路器、电力电子变压器等装置中。

第三代半导体自从在2021年被列入十四五规划后,相关概念持续升温,迅速成为超级风口,投资热度高居不下。

时常会听到业内说法称,第三代半导体国内外都是同一起跑线出发,目前大家差距相对不大,整个产业发展仍处于爆发前的“抢跑”阶段,对国内而言第三代半导体材料更是有望成为半导体产业的“突围先锋”,但事实真的是这样吗?

从起步时间来看,欧日美厂商率先积累专利布局,比如 英飞凌一直走在碳化硅技术的最前沿,从30年前(1992年)开始包含碳化硅二极管在内的功率半导体的研发,在2001年发布了世界上第一款商业化碳化硅功率二极管 ,此后至今英飞凌不断推出了各种性能优异的碳化硅功率器件。除了产品本身,英飞凌在2018年收购了Siltectra,致力于通过冷切割技术优化工艺流程,大幅提高对碳化硅原材料的利用率,有效降低碳化硅的成本。

安森美也是第三代半导体产业布局中的佼佼者,据笔者了解, 安森美通过收购上游碳化硅供应企业GTAT实现了产业链的垂直整合,确保产能和质量的稳定。同时借助安森美多年的技术积累以及几年前收购Fairchild半导体基因带来的技术补充,安森美的碳化硅技术已经进入第三代,综合性能在业界处于领先地位 。目前已成为世界上少数提供从衬底到模块的端到端碳化硅方案供应商,包括碳化硅球生长、衬底、外延、器件制造、同类最佳的集成模块和分立封装方案。

具体到技术上, 北京大学教授、宽禁带半导体研究中心主任沈波 也曾提出,国内第三代半导体和国际上差距比较大,其中很重要的领域之一是碳化硅功率电子芯片。这一块国际上已经完成了多次迭代,虽然8英寸技术还没投入量产,但是6英寸已经是主流技术,二极管已经发展到了第五代,三极管也发展到了第三代,IGBT也已进入产业导入前期。

另外车规级的碳化硅MOSFET模块在意法半导体率先通过以后,包括罗姆、英飞凌、科锐等国际巨头也已通过认证,国际上车规级的碳化硅芯片正逐渐走向规模化生产和应用。反观国内,目前真正量产的主要还是碳化硅二极管,工业级MOSFET模块估计到明年才能实现规模量产,车规级碳化硅模块要等待更长时间才能量产。

泰科天润也直言,国内该领域仍处于后发追赶阶段:器件方面,从二极管的角度, 国产碳化硅二极管基本上水平和国外差距不大,但是碳化硅MOSFET国内外差距还是有至少1-2代的差距 可靠性方面,国外碳化硅产品市场应用推广较早,积累了更加丰富的应用经验,对产品可靠性的认知,定义以及关联解决可靠性的方式都走得更前一些,国内厂家也在推广市场的过程中逐步积累相关经验产业链方面,国外厂家针对碳化硅的材料优势,相关匹配的产业链都做了对应的优化设计,使之能更加契合的体现碳化硅的材料优势。

OFweek维科网·电子工获悉,泰科天润在湖南新建的碳化硅6寸晶圆产线,第一期60000片/六寸片/年。此产线已经于去年实现批量出货,2022年始至4月底已经接到上亿元销售订单。 作为国内最早从事碳化硅芯片生产研发的公司,泰科天润积累了10余年的生产经验,针对特定领域可以结合自身的研发,生产和工艺一体化,快速为客户开发痛点新品 ,例如公司全球首创的史上最小650V1A SOD123,专门针对解决自举驱动电路已经替换高压小电流Si FRD解决反向恢复的痛点问题而设计。

虽然说IDM方面,我国在碳化硅器件设计方面有所欠缺,少有厂商涉及于此,但后发追赶者也不在少数。

就拿碳化硅产业来看,单晶衬底方面国内已经开发出了6英寸导电性碳化硅衬底和高纯半绝缘碳化硅衬底。 山东天岳、天科合达、河北同光、中科节能 均已完成6英寸衬底的研发,中电科装备研制出6英寸半绝缘衬底。

此外,在模块、器件制造环节我国也涌现了大批优秀的企业,包括 三安集成、海威华芯、泰科天润、中车时代、世纪金光、芯光润泽、深圳基本、国扬电子、士兰微、扬杰科技、瞻芯电子、天津中环、江苏华功、大连芯冠、聚力成半导体 等等。

OFweek维科网·电子工程认为,随着我国对新型基础建设的布局展开和“双碳”目标的提出,碳化硅和氮化稼等第三代半导体的作用也愈发凸显。

上有国家支持政策,下有新能源汽车、5G通信等旺盛市场需求, 我国第三代半导体产业也开始由“导入期”向“成长期”过渡,初步形成从材料、器件到应用的全产业链。但美中不足在于整体技术水平还落后世界顶尖水平好几年,因此在材料、晶圆、封装及应用等环节的核心关键技术和可靠性、一致性等工程化应用问题上还需进一步完善优化。

当前,全球正处于新一轮科技和产业革命的关键期,第三代半导体产业作为新一代电子信息技术中的重点组成部分,为能源革命带来了深刻的改变。

在此背景下,OFweek维科网·电子工程作为深耕电子产业领域的资深媒体,对全球电子产业高度关注,紧跟产业发展步伐。为了更好地促进电子工程师之间技术交流,推动国内电子行业技术升级,我们继续联袂数十家电子行业企业技术专家,推出面向电子工程师技术人员的专场在线会议  「OFweek 2022 (第二期)工程师系列在线大会」  。

本期在线会议将于6月22日在OFweek官方直播平台举办,将邀请国内外知名电子企业技术专家,聚焦半导体领域展开技术交流,为各位观众带来技术讲解、案例分享和方案展示。

公交线路：2路，全程约614米

1、从定西市步行约100米,到达大什字站

2、乘坐2路,经过2站, 到达市体校站

3、步行约140米,到达金雁润泽园