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( 二 ) 半导体材料|led

“尤其在进行大尺寸晶体生长时，其所需的温度需要晶体加热器的热量从外往里进行辐射。但往往是晶体中心的温度符合生长条件了，而周围的温度可能还没有达到适合的生长条件；当周围的温度达到适合的生长条件时，中心温度又容易超出适合晶体生长的温度。这样一来，晶体镜像温度的一致性就变得较难控制，从而就比较难长出大直径的晶体。”他举例道，如在砷化镓晶体生长过程中，机器还会分为6个温区，每个温区温度不同，构成复杂的生长环境。
要解决这些问题，需要有专人与设备研发部门进行配合，更需要与半导体设备厂商有深度的战略合作，联合调教甚至共同开发改进试验和生产设备。
当然在这其中，工艺会比设备更加关键。周铁军指出，由于生产设备终究是要配合工艺要求，有时候即便有了成熟的设备，也未必能够生产出高质量的衬底材料。本质上看，这是一个需要产业环节紧密配合，彼此势均力敌、共荣发展的过程。
持续研发努力逐步得到了市场回应。据调研机构Yole Développement于2020年发布的报告显示，预估2017至2019年间，全球范围内砷化镓晶圆供应商的市场份额排名中，先导先进材料以98%的年增速，位居行业第三，市场份额为17%。
同期内其他大厂的年增速均有所下滑，而考虑到2020年至今，全球主要材料供应国家都或多或少受到新冠肺炎疫情或灾害天气等因素影响，存在减产或短暂停工等现象，不排除中国厂商的市场占有率有较大提升空间。
据周铁军介绍，先导先进材料公司在技术演进过程中，始终对标着包括德国弗瑞伯格、日本住友电工等在内的全球顶尖化合物半导体材料公司，并在全球范围内与化合物半导体领域专家合作。
目前，砷化镓材料市场最快者推进到了8英寸晶圆，绝大部分还处在2-6英寸晶圆过程中，先导也是如此。不过周铁军指出，公司在2020年开始研发8英寸砷化镓产品，计划在2021年下半年将8英寸产品投入市场。从这个角度看，与全球核心公司的步伐相差无几。
国内产研势力的进击
纵观全球半导体材料衬底领域，日本无疑是发展至今技术层面较为成熟的国家，且目前依然占据着优势地位。欧美则是随着新材料应用市场的崛起，相关大厂近些年间通过并购整合等方式，也走向了成熟的发展周期。
一批国产势力在近些年间，凭借日益成熟的产业生态，叠加技术能力积累，上游材料厂商们也有了充溢的发展实力。
典型如LED产业，其最初的技术路线并非全然由中国产研界提出，但随着后续制备过程中对深层次技术能力的迭代需求，我们国家依然在此领域实现了成熟的产业化路径。
2013年至2014年间，中图科技成立后开始了紧锣密鼓地建厂。据介绍，2015年初，公司产线正式运营，经过半年的调校探索，很快在2016-2017年间，业务基本走上正轨，并在2017年实现国内领先。
得以快速完成这一过程，就是由自研技术驱动的。蓝宝石衬底的氮化镓路线最早并非由中国科学家提出，这一发展思路起源于日本，并在完成产业化验证后，获得了诺贝尔奖项，进而推动该技术路线在全球LED材料产业中推广。
但中图科技通过与产业界和学界的共同研究，2018年，时任中图有限董事长、总经理职务的康凯作为主要完成人，参与的项目“氮化物半导体大失配异质外延技术”获得国家技术发明奖二等奖，这也是支撑公司产品产业化落地的一个重要支点。
康凯向采访人员介绍，图形化衬底工艺是一项开放性技术，通过光学设计的LED材料为锥体，需要掩膜和材料刻蚀同步进行，以达到最终所需结果。这是化合物半导体材料发展过程中的特殊性，与仅限于二维层面的硅基材料刻蚀有巨大区别，也是产业落地过程中的核心难点。