产业|大湾区半导体材料产业进击：从上游技术追赶走向平台化生态半导体材料|led

编者按：进入数字化时代，芯片的重要性愈发凸显。而在这其中，晶圆材料是核心承载物之一。单纯硅作为第一代材料，已经无法满足更高压、更大功率和低损耗等特性需求。第二代和第三代半导体材料顺势登场。随着国内生态的共同推进，以及材料厂商本身的持续研发迭代，大湾区内的材料市场正散发出旺盛生命力。它们越过“瞪羚”企业发展过程中必经的艰难时期，追赶更艰难的制程工艺，并以此进击更完善的产业生态角色。
随着粤港澳大湾区内电子产业生态的日益磅礴，身处其中的上游半导体材料厂商们，也在市场的需求助推和自身技术演进过程中，日益壮大起来。
尤其是迈步5G浪潮中心，单纯硅材料囿于其元素本身的限制，已经在某些场景无法满足对于更高压、更大功率和低损耗等特性的需求。由此，以砷化镓和磷化铟为代表的第二代，以及由碳化硅和氮化镓为代表的第三代半导体应用市场在此间被逐步培育壮大，并在龙头创新公司的带动之下，走红全球市场。
政策层面早已对我国发展半导体上游基础前沿技术有了部署希冀。“十三五”期间，国家科技部在“国家重点研发计划”中提到支持第三代半导体发展，国家2030计划和“十四五”国家研发计划也明确提出第三代半导体是重要发展方向，其也被列为国家科技创新2030重大项目“重点新材料研发及应用”。
在此期间，广州提出组织实施“强芯”工程。深圳提出的“芯片制造补链工程”中，提及对关键设备和材料的研发及产业化；同时强调到2023年，要实现第三代半导体中试研发和器件生产线建成，带动衬底、外延等环节加速发展，本地产业链配套和协作能力明显提升，产业链竞争力显著增强的目标。
如今在粤港澳大湾区内的产业链公司中，有早年间随着LED产业生态竞合、成长起来，由此在氮化镓领域有所积淀的厂商；有基于产业生态部署而深入含镓材料化合物材料市场，并陆续迈步第二代和第三代半导体材料的厂商；也有自海外留学归来，便认准并扎根第三代半导体完善产业链生态的创业公司。
虽然整体来看，在第二代和第三代半导体材料领域，国内与国外或多或少依然有所差距，但随着国内生态的共同推进，以及材料厂商本身的持续研发迭代，大湾区内的材料市场正散发出旺盛生命力。它们越过“瞪羚”企业发展过程中必经的艰难时期，追赶更艰难的制程工艺，并以此进击更完善的产业生态角色。

文章插图
化合物半导体材料的起步
纵观如今晶圆制造的原材料领域，硅片依然是半导体器件市场中九成的供应基础所在。
但在5G、新能源汽车、功率半导体等市场应用的扩围背景下，性能更匹配这些场景诉求的稀散金属材料被愈发重视起来。
不同于硅片采用单质材料，第二代和第三代半导体材料都是由至少两个稀散金属或其他元素组合构成的化合物材料。这导致化合物半导体材料与硅片材料在生长过程中有一定程度不同，高纯度原料也并不那么容易被获得。
也因此，化合物半导体材料的衬底环节后，比硅片材料多了“外延”这一环节，正是影响到晶圆片纯度、平整度的重要一环。这就考验着材料厂商们的技术和产业链联动实力。
2012年，先导稀材集团基于对镓材料的能力积累，逐步将业务延伸到下游市场。新成立的先导先进材料公司，开始主要承接砷化镓这一化合物半导体材料的制备及应用。
先导先进材料总经理周铁军告诉南方财经全媒体采访人员，化合物半导体材料在从2英寸晶圆迭代到如今的6英寸左右晶圆过程中，最大的难点就是晶体生长。