Progrès De L'Industrie Des Matériaux Semi - Conducteurs Dans Le District De Dawan: Du Rattrapage Technologique En Amont À L'Écologie De La Plate - Forme

Note de l'éditeur: À l'ère numérique, l'importance des puces devient de plus en plus importante.Dans ce cas, le matériau de la plaquette est l'un des matériaux de base.En tant que matériau de première génération, le silicium pur ne peut pas répondre aux exigences de haute tension, de puissance et de faible perte.Les matériaux semi - conducteurs de deuxième et de troisième génération sont mis sur le terrain en douceur.Avec la promotion de l'écologie nationale et l'itération continue de la recherche et du développement par les fabricants de matériaux eux - mêmes, le marché des matériaux de la région de Dawan est en plein essor.Ils ont traversé la période difficile du processus de développement de l'entreprise gazelle, ont poursuivi le processus technologique plus difficile et ont poursuivi un rôle écologique industriel plus parfait.

Avec l'écologie croissante de l'industrie électronique dans la région de Guangdong, Hong Kong et Macao Bay, les fabricants de matériaux semi - conducteurs en amont de la région se développent de plus en plus dans le processus d'évolution de la demande du marché et de leur propre technologie.

En particulier au centre de la vague 5G, le silicium pur, limité par ses éléments, ne peut pas répondre aux exigences de haute tension, de puissance et de faible perte dans certains scénarios.Par conséquent, le marché des applications de semi - conducteurs de deuxième génération, représenté par l'arsénide de gallium et le phosphure d'indium, et de troisième génération, représenté par le carbure de silicium et le Nitrure de gallium, a été progressivement cultivé et développé au cours de cette période, et est devenu populaire sur le marché mondial sous l'impulsion des principales entreprises innovantes.

Au niveau des politiques, il y a déjà eu des espoirs de déploiement pour le développement de la technologie de pointe fondamentale en amont des semi - conducteurs en Chine.Au cours de la période couverte par le 13e Plan quinquennal, le Ministère de la science et de la technologie de l'État a mentionné le soutien au développement des semi - conducteurs de troisième génération dans le « plan national clé de recherche et de développement ». Le plan national 2030 et le « plan national de recherche et de développement du 14e plan quinquennal » ont également clairement indiqué que les semi - conducteurs de troisième génération étaient une orientation importante du développement et qu'ils étaient également énumérés comme « le développement et l'application de nouveaux matériaux clés » dans le cadre du grand projet national d'innovation scientifique et technologique 2030

Au cours de cette période, Guangzhou a proposé d'organiser la mise en oeuvre du projet « noyau solide ».Shenzhen a proposé un « projet de chaîne de fabrication de puces », qui fait référence à la recherche, au développement et à l'industrialisation d'équipements et de matériaux clés;Dans le même temps, il est souligné que d'ici 2023, il est nécessaire d'atteindre l'objectif de la troisième génération de R & D pilote de semi - conducteurs et de l'achèvement de la ligne de production d'appareils, de stimuler le développement accéléré du substrat, de l'épitaxie et d'autres liens, d'améliorer considérablement La capacité de soutien et de coopération de la chaîne industrielle locale et d'accroître considérablement la compétitivité de la chaîne industrielle.

Aujourd'hui, parmi les entreprises de la chaîne industrielle dans la région de Guangdong, Hong Kong et Macao, il y a des entreprises qui se sont développées avec la concurrence écologique de l'industrie LED au cours des premières années, de sorte qu'elles ont accumulé des dépôts dans le domaine du Nitrure de gallium.Il existe des fabricants de matériaux semi - conducteurs de deuxième et de troisième génération qui pénètrent profondément le marché des matériaux composés contenant du gallium sur la base du déploiement écologique de l'industrie.De retour d'études à l'étranger, il y a aussi des entreprises en démarrage qui reconnaissent et s'enracinent dans la troisième génération de semi - conducteurs pour améliorer l'écologie de la chaîne industrielle.

Bien que dans l'ensemble, dans le domaine des matériaux semi - conducteurs de deuxième et de troisième génération, il existe encore des différences entre le pays et l'étranger, mais avec la promotion de l'écologie nationale et l'itération continue de la recherche et du développement par les fabricants de matériaux eux - mêmes, le marché des matériaux Dans la région de Dawan est en train d'émettre une force de vie vigoureuse.Ils ont traversé la période difficile du processus de développement de l'entreprise gazelle, ont poursuivi le processus technologique plus difficile et ont poursuivi un rôle écologique industriel plus parfait.

Le début des matériaux semi - conducteurs composés

Dans le domaine des matières premières pour la fabrication de Wafers, les plaquettes de silicium demeurent la base d'approvisionnement de 90% du marché des dispositifs à semi - conducteurs.

Mais dans le contexte de l'expansion des applications du marché de la 5G, des nouveaux véhicules énergétiques, des semi - conducteurs de puissance, etc., les matériaux métalliques dispersés dont les performances correspondent mieux aux exigences de ces scénarios sont de plus en plus pris en considération.

Contrairement au silicium monolithique, les matériaux semi - conducteurs des deuxième et troisième générations sont des matériaux composés composés d'au moins deux métaux dispersés ou d'une combinaison d'autres éléments.Il en résulte que les matériaux semi - conducteurs composés et les matériaux en plaquettes de silicium se développent dans une certaine mesure différemment et que les matériaux de haute pureté ne sont pas facilement disponibles.

Par conséquent, le substrat du matériau semi - conducteur composé est plus épitaxique que le matériau de la plaquette de silicium, ce qui est un élément important qui affecte la pureté et la planéité de la plaquette.Cela met à l'épreuve la force de liaison de la technologie et de la chaîne industrielle des fabricants de matériaux.

En 2012, leading rare Materials Group a progressivement étendu ses activités sur le marché en aval, sur la base de l’accumulation de capacités sur les matériaux Gallium.La nouvelle société leader Advanced Materials a commencé à entreprendre la préparation et l'application d'arsenic de gallium, un composé semi - conducteur.

Zhou tiejun, Directeur général du leader Advanced Materials, a déclaré aux journalistes des médias financiers du Sud que la plus grande difficulté dans le processus d'itération des matériaux semi - conducteurs composés de 2 pouces à environ 6 pouces aujourd'hui est la croissance des cristaux.

« en particulier pour la croissance de cristaux de grande taille, la température requise exige que la chaleur du réchauffeur de cristaux rayonne de l'extérieur vers l'intérieur.Cependant, la température au Centre du cristal est généralement en accord avec les conditions de croissance, et la température ambiante peut ne pas être en accord avec les conditions de croissance appropriées.Lorsque la température ambiante atteint les conditions de croissance appropriées, la température centrale peut facilement dépasser la température appropriée pour la croissance du cristal.De cette façon, il devient plus difficile de contrôler l'uniformité de la température de l'image cristalline, ce qui rend plus difficile la croissance de cristaux de grand diamètre.Par exemple, au cours de la croissance des cristaux GaAs, la machine peut être divisée en six zones de température, chacune ayant une température différente, créant un environnement de croissance complexe, a - t - il dit.

Pour résoudre ces problèmes, il est nécessaire d'affecter du personnel spécial à la coopération avec le Département de la recherche et du développement d'équipements, et il est également nécessaire d'avoir une coopération stratégique approfondie avec les fabricants d'équipements à semi - conducteurs, d'effectuer des ajustements conjoints et même de développer et d'améliorer conjointement l'équipement d'essai et de production.

Bien sûr, dans ce cas, le processus sera plus critique que l'équipement.Zhou tiejun a souligné que, parce que l'équipement de production est finalement nécessaire pour répondre aux exigences technologiques, parfois même avec l'équipement mature, il n'est pas possible de produire des matériaux de substrat de haute qualité.Essentiellement, il s'agit d'un processus qui exige une coopération étroite entre les secteurs industriels et un développement équilibré et mutuellement prospère.

Les efforts soutenus de recherche et de développement ont progressivement reçu une réponse du marché.Selon un rapport publié en 2020 par yole Development, un Institut de recherche, on estime qu'entre 2017 et 2019, les matériaux avancés de pointe se classeront au troisième rang mondial pour la part de marché des fournisseurs de Wafers GaAs, avec une croissance annuelle de 98%, avec une part de marché de 17%.

Au cours de la même période, le taux de croissance annuel d'autres grandes usines a diminué. Étant donné que de 2020 à aujourd'hui, les principaux pays fournisseurs de matériaux dans le monde ont été plus ou moins touchés par l'épidémie de pneumonie de la nouvelle Couronne ou les conditions météorologiques désastreuses, il y a eu des phénomènes tels que la réduction de la production ou l'arrêt temporaire des travaux. Il n'est pas exclu que la part de marché des fabricants chinois ait beaucoup de place pour l'amélioration.

Selon Zhou tiejun, au cours de l'évolution technologique, leader Advanced Materials Co., Ltd. A toujours coopéré avec des experts dans le domaine des semi - conducteurs composés dans le monde entier, y compris Freiberg en Allemagne, Sumitomo Electric, etc.

À l'heure actuelle, le marché de l'arséniure de gallium est passé le plus rapidement aux Wafers de 8 pouces, dont la plupart sont encore dans le processus des Wafers de 2 à 6 pouces, tout comme les précurseurs.Mais M. Zhou a noté que l'entreprise avait commencé à développer des produits GaAs de 8 pouces d'ici 2020 et qu'elle avait l'intention de commercialiser des produits GaAs de 8 pouces d'ici le deuxième semestre de 2021.De ce point de vue, le rythme est similaire à celui des principales entreprises mondiales.

L'initiative des forces nationales de recherche industrielle

En ce qui concerne le domaine mondial des substrats semi - conducteurs, il ne fait aucun doute que le Japon est un pays mature sur le plan technologique et qu'il occupe toujours une position dominante.En Europe et aux États - Unis, avec l'essor du marché des applications de nouveaux matériaux, les grandes usines concernées sont également entrées dans un cycle de développement mature au cours des dernières années par le biais de fusions et d'acquisitions.

Au cours des dernières années, un certain nombre de forces nationales ont accumulé des capacités technologiques superposées grâce à une écologie industrielle de plus en plus mature, et les fabricants de matériaux en amont ont également une force de développement débordante.

Par exemple, l'industrie des LED n'a pas été entièrement proposée par les milieux industriels et de recherche chinois à l'origine, mais avec la demande itérative de capacités techniques profondes dans le processus de préparation ultérieur, notre pays a encore atteint une voie d'industrialisation mature dans ce domaine.

De 2013 à 2014, la Chine et la Chine ont commencé à construire des usines après la création de la technologie.Selon l’introduction, au début de 2015, la ligne de production de l’entreprise a été officiellement exploitée. Après six mois d’exploration de l’alignement, l’entreprise sera bientôt sur la bonne voie en 2016 - 2017 et atteindra un leadership national en 2017.

La technologie d'auto - recherche est le moteur de l'achèvement rapide de ce processus.La voie du Nitrure de gallium sur substrat saphir n'a pas été proposée pour la première fois par des scientifiques chinois. Cette voie de développement est née au Japon et a remporté le prix Nobel après avoir terminé la validation de l'industrialisation, ce qui a favorisé la promotion de la voie technique dans l'industrie mondiale des matériaux LED.

Cependant, grâce à des recherches conjointes avec l'industrie et les milieux universitaires, en 2018, Kang Kai, alors Président du Conseil d'administration et Directeur général de China Graphics Co., Ltd., a remporté le deuxième prix national d'invention technologique pour le projet « Nitride Semiconductor large Mismatch Heterogeneous epitax Technology », qui est également un soutien important à l'industrialisation des produits de l'entreprise.

Kangkai a expliqué aux journalistes que la technologie des substrats graphiques est une technologie ouverte, à travers la conception optique des matériaux LED pour les cônes, il est nécessaire que le masque et la gravure des matériaux soient effectués simultanément pour atteindre le résultat final souhaité.C'est la particularité du développement de matériaux semi - conducteurs composés, qui est très différente de la gravure de matériaux à base de silicium qui se limite à la couche bidimensionnelle, et c'est aussi la difficulté centrale dans le processus d'atterrissage industriel.

« tout en améliorant la capacité de gravure, nous avons industrialisé pour la première fois la technologie de gravure de masque secondaire, ce qui a accéléré le processus de localisation à grande échelle, à faible coût et stable de la technologie de substrat graphique saphir.Il a continué.

Sur cette base, l'évolution itérative de la technologie a un avantage.Kangkai a déclaré aux journalistes des médias financiers et économiques du Sud que, sur la base de la connaissance de l'équipe de l'entreprise de la capacité industrielle et technologique de pointe, la reproduction et l'expansion de la production par cette méthode permettront bientôt d'obtenir de plus grands avantages à l'échelle des processus de pointe et de rendre Les derniers difficiles à dépasser.

« l'industrie est un environnement de concurrence entièrement ouvert, ce qui exige que l'entreprise surpasse ses pairs en matière de matériaux, de technologie et d'autres aspects de la force globale, et qu'elle assure un faible coût et une stabilité afin d'obtenir un marché et des clients plus vastes.Conkai conclut ainsi.

C'est aussi l'une des raisons pour lesquelles la technologie de préparation du Nitrure de gallium par les entreprises chinoises dans les substrats saphir, même dans le processus de développement de la chaîne industrielle LED, devient progressivement la Force centrale mondiale.

Au cours des premières années, les matériaux saphir dans le choix de la direction du cristal des paramètres de précision de polissage à l'arrière de la puce sont différents au pays et à l'étranger, après que l'entreprise de tête a maîtrisé la position dominante, conduire l'industrie nationale à formuler conjointement des normes nationales, mais aussi à L'ensemble de l'écologie industrielle pour un développement plus efficace de l'éclairage.

Par conséquent, l'industrie nationale des semi - conducteurs à LED sera davantage encouragée, y compris les fabricants d'équipements, les fabricants d'appareils, etc., afin de parvenir à une amélioration et à une maturité écologiques à plus grande échelle.

Selon le prospectus de China Picture Technology, la capacité de production mensuelle de l'entreprise de 4 pouces PSS (Graphic saphir Substrate) est restée supérieure à 1 million de pièces depuis 2018, avec une capacité annuelle de plus de 13 millions de pièces.

En outre, selon le calcul de la production mondiale de pièces épitaxiques Gan - led effectué par ledinside, la part de marché mondiale de China Graphic Corporation a dépassé 26% au cours des trois années consécutives de 2018 à 2020, et la part de marché mondiale a atteint 29,81% en 2020, qui est actuellement l'un des plus grands fabricants de PSS au monde.

La capacité supérieure du district de Dawan réside dans l'intégration de la chaîne écologique industrialisée mature.Une fois que la technologie aura fait une percée, il ne sera pas trop difficile de faire des affaires à grande échelle et à faible coût.Cela permettra également à la Chine de réaliser une percée rapide sur le marché des semi - conducteurs composés.

L'entreprise pilote a mis en oeuvre une voie similaire dans le développement continu.Zhou tiejun a déclaré aux journalistes que lorsque l'entreprise est entrée sur le marché des matériaux semi - conducteurs de deuxième génération, sa part de marché a été monopolisée par les entreprises américaines de premier plan, ce qui a entraîné des difficultés dans le développement des entreprises en aval, et le prix des substrats est extrêmement élevé, la plupart des bénéfices ont été interceptés par des entreprises étrangères.

« en s’appuyant sur la position dominante de la société mère dans le domaine de la science et de la technologie des matériaux métalliques en vrac, leader Advanced Materials a r éalisé la performance du produit jusqu’au niveau de l’usine leader dans le domaine des substrats GaAs de 2, 4 et 6 pouces grâce à des investissements continus dans la R & d, mais le coût du produit est beaucoup plus faible qu’eux, ce qui crée une occasion pour l’entreprise de saisir le marché à des prix plus bas.»Selon Zhou tiejun, l'entreprise a perdu de l'argent pendant de nombreuses années au début, mais elle a finalement supporté la période difficile de l'accumulation de la recherche et du développement au début et est entrée dans la part d'aujourd'hui.

Explorer la voie de la plate - forme

Pour toute entreprise de la chaîne écologique électronique, l'exploitation de la plate - forme et le développement d'un rôle industriel plus riche en série sont le seul moyen de se développer après la maturité.Cependant, face à l'environnement écologique immature au stade initial, la façon de se positionner et de supporter la pression qui en résulte est également une proposition importante.

En 2009, Wang zhihan, qui est revenu d'un blog à l'étranger, a reconnu les perspectives de développement de l'industrie des semi - conducteurs de quasi - puissance et s'est joint à ses camarades de classe pour ouvrir la voie de l'entrepreneuriat.En 2016, afin d’étendre l’activité des semi - conducteurs de troisième génération, des entreprises de semi - conducteurs de base ont vu le jour et se sont concentrées sur la recherche, le développement et l’industrialisation de dispositifs d’alimentation en carbure de silicium.

Par rapport aux matériaux semi - conducteurs de première et de deuxième génération, les matériaux semi - conducteurs de troisième génération sont des domaines plus émergents de la technologie à l'application, l'écologie industrielle n'est pas encore très mature, la Force des différents rôles industriels est également in égale.

« pour une start - up comme la nôtre, il y a beaucoup de risques et d'incertitudes lorsqu'elle décide de se développer en mode IDM dès sa création.Wang zhihan, Président du Conseil d'administration de Basic Semiconductor, a déclaré aux journalistes de tous les médias financiers et économiques du Sud que l'entreprise avait adopté un mode de développement progressif et qu'elle avait commencé à commercialiser rapidement des produits de recherche et de développement par l'intermédiaire de l'Agence. Avec le développement profond de l'entreprise, l'entreprise s'est progressivement tournée vers IDM path.

« le mode IDM est l'une des options de développement des entreprises de semi - conducteurs et n'est pas obligatoire.Wang zhihan souligne que l'intégration verticale est l'un des modes courants de développement interprofessionnel.Cependant, le domaine des circuits intégrés à base de silicium est devenu un mode de conception et de fabrication indépendant par différentes entreprises.

L'environnement général de l'industrie et la position de l'entreprise sont au cœur du choix.Selon lui, dans le domaine des circuits intégrés, le partage du travail entre les entreprises de conception et les usines d'agents est un moyen mature et durable.Cependant, l'application importante des semi - conducteurs de troisième génération est les dispositifs à semi - conducteurs de puissance. Les entreprises dominantes dans ce domaine choisiront généralement le mode de développement IDM, parce que sa technologie de processus aura une grande influence sur la performance et la fiabilité des produits.

« Il est difficile de fabriquer des produits de première classe si les liens de conception et de fabrication sont complètement séparés.Par conséquent, tant les fabricants de semi - conducteurs de puissance à base de silicium que les fabricants de semi - conducteurs de puissance au carbure de silicium adoptent principalement le mode de développement IDM.Wang zhihan a souligné que la vision de base de l'entreprise de semi - conducteurs est de devenir une entreprise internationale de premier ordre de dispositifs d'alimentation en carbure de silicium, de sorte que le mode IDM est le seul moyen.

« Nous croyons que le remplacement à grande échelle des dispositifs à base de silicium par des dispositifs au carbure de silicium sur le marché des semi - conducteurs de puissance n'est qu'une question de temps, compte tenu des différences de propriétés des matériaux.Bien qu'il y ait encore de l'incertitude sur le marché, les possibilités pour l'industrie du carbure de silicium sont énormes et nous les avons mises en place suffisamment à l'avance.Wang zhihan a dit.

« il n'est pas possible de fabriquer un produit du jour au lendemain, même après le lancement officiel du produit, il faut encore passer le long cycle de certification des essais des clients, de livraison en petits lots et d'expédition en gros lots.Grâce à un développement efficace, nous pouvons progressivement rattraper la distance des entreprises avancées à l'étranger.Il y a donc des difficultés, mais plutôt de la motivation et des possibilités.Il a continué.

Aujourd'hui, Tesla et d'autres entreprises automobiles ont pleinement adopté des dispositifs en carbure de silicium, ce qui donne plus de confiance aux entreprises industrielles concernées.M. Wang souligne que l'accélération continue des applications à grande échelle dans l'industrie, associée à la détermination de l'itinéraire technologique, a donné aux équipes, aux clients, aux partenaires et aux investisseurs une grande confiance.

It is reported that Basic Semiconductor silicon carbide power devices have reached the Leading level of the Industry and are applied to New Energy Generation, Electric Vehicles, rail transit, Intelligent grid and Consumer Electronics.Tout en continuant d'accroître sa part du marché intérieur, l'entreprise explore activement les marchés d'outre - mer.

Sur le marché relativement mature des semi - conducteurs de deuxième génération et des substrats de saphir, la construction d'une capacité de liaison industrielle plus riche basée sur sa position devient également un choix inévitable.

Zhou tiejun a déclaré aux journalistes que l'industrie des semi - conducteurs composés dans laquelle l'entreprise leader Advanced est engagée est une petite industrie, la valeur de la production représente moins de 5% de la valeur de la production totale de l'ensemble de l'industrie des semi - conducteurs. L'entreprise veut tirer suffisamment de profit de l'industrie des semi - conducteurs composés, réaliser une croissance rapide, et même rivaliser avec les grands fabricants européens, américains et japonais, doit réaliser la diversification dans le domaine en aval.

Compte tenu de ce qui précède, l'entreprise a commencé à produire des produits de substrat pour LED et a commencé à s'étendre aux produits de substrat pour les communications mobiles et les radars après avoir occupé une part de marché importante.

Maintenant que l'entreprise a atteint une part plus élevée dans le domaine de l'arséniure de gallium, basée sur la stratégie de développement de l'intégration verticale, elle a commencé à explorer le marché en aval afin d'exploiter de nouveaux points de croissance des entreprises.

L'un des marchés en aval de la mise en page est la détection 3D.Selon Zhou tiejun, l'entreprise a terminé l'épitaxie du laser VCSEL, la conception et le développement indépendants de la puce et la mise en service de petits lots, et a envoyé des échantillons à de nombreux clients pour des essais. La performance de la puce est comparable à celle des produits concurrentiels internationaux de première classe.

« l'entrée dans le domaine des puces laser VCSEL signifie que l'entreprise est entrée dans la conception de semi - conducteurs et la fabrication de puces à semi - conducteurs.Il a déclaré qu'à l'avenir, l'entreprise mettra en place la production et la fabrication d'épitaxes, de puces, d'emballages, de modules et de systèmes pour l'ensemble de la chaîne industrielle de semi - conducteurs composés, avec des types de produits couvrant les domaines de la radiofréquence (HBT / HEMT), de l'optique (DFB / fp / DBR), du détecteur (pin / APD) et de l'espace photovoltaïque, et qu'elle coopérera avec d'autres pays pour développer des activités d'épitaxie, d'ingénierie des puces et de recherche sur l'application des matériaux.

Sur la base de l'accumulation antérieure sur le marché du Nitrure de gallium, la figure ci - dessus commence également à explorer d'autres liens de production et de recherche sur le marché des semi - conducteurs de troisième génération.Récemment, l'entreprise prévoit d'être cotée au Conseil d'administration de la science et de la technologie, une partie de la collecte de fonds est utilisée pour « le projet de construction du Centre de recherche en génie des matériaux de substrats semi - conducteurs de troisième génération ».

Kangkai a souligné aux journalistes qu'à l'heure actuelle, les entreprises américaines ont relativement réussi à développer la technologie du Nitrure de gallium à base de carbure de silicium, tandis que le Japon a adopté une autre voie de développement par la technologie du Nitrure de gallium à base de saphir.Cela montre que la technologie elle - même n'est pas la seule voie de développement.

« la collecte de fonds pour la recherche et le développement sur le marché des matériaux semi - conducteurs de troisième génération s'explique par le fait qu'à mesure que nous nous développons dans le domaine des PSS, nous avons l'obligation de poursuivre nos recherches sur le nouveau marché de pointe.Il a poursuivi en disant qu'une fois qu'il a atteint le niveau de leader mondial dans le domaine de la segmentation, il a maîtrisé dans une certaine mesure la pensée et la capacité de briser la ligne de développement de l'industrie précédente.Avec l'ouverture d'un plus grand marché industriel, la Chine a également la capacité de se répliquer à d'autres marchés pour explorer et atterrir, formant ainsi un modèle de développement de plate - forme.

Bien sûr, il est conscient de l'importance d'une réflexion claire sur le processus d'investissement industriel.Nous n'effectuons pas ce type de préparation à l'investissement pour attirer l'attention, mais plutôt pour attirer l'attention de l'équipe plutôt que du projet.Selon Kang Kai.

Aujourd'hui, dans le cadre du développement d'une chaîne écologique de semi - conducteurs maison de plus en plus complète, les entreprises du domaine des matériaux en amont se dirigent vers le prochain Sommet en fonction de leur propre accumulation profonde de R & D technologique et de leur esprit initial qui peut résister à la solitude.