先进半导体研究院：引领第三代半导体产业新变革

2024-03-05浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院

杭州科技 2024年1期

□文/ 仝波浙江大学杭州国际科创中心先进半导体研究院

建设背景

硅及先进半导体材料是发展半导体技术的基石，是全球半导体产业竞争的焦点。近年来，以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体材料，以其优越的性能和巨大的市场前景，迅速开辟出全球半导体市场的新赛道。我国《“十四五”规划和2035 年远景目标纲要》中明确提出，要加速推动以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体新材料新技术产业化进程，催生一批高速成长的新材料企业，极大促进第三代半导体产业在我国更快更好地发展。

建设目标

2020 年4 月，杭州科创中心正式启动建设先进半导体研究院，由中国科学院院士杨德仁担任领域首席科学家、中国科学院院士郑有炓担任学术委员会主任，面向我国第三代半导体产业发展需要，以实现宽禁带半导体材料与器件技术的自主可控、安全高效为目标，整合高校、企业和科研机构优势资源，着力打造第三代半导体研发、制造、应用和测试评价全产业链的新格局；支撑宽禁带半导体领域若干关键技术攻关，推进产业链与创新链的深度融合；培育若干行业标杆科技型企业，构建宽禁带半导体创新生态与产业引育体系，提高我国在宽禁带半导体领域的国际竞争力和影响力。

研究方向：半导体材料、功率芯片、封装测试及应用。

建设成效

■凝心聚力，勇攀自主创新的新高峰

2020 年，随着杭州科创中心在启动区块入驻，先进半导体研究院开启了紧锣密鼓的建设征程，实验空间改造、项目团队入驻、人才队伍组建……研究院以宽禁带半导体材料、功率芯片的研发与产业化为核心，以封装测试和应用技术为服务支撑，重点突破宽禁带半导体材料生长、宽禁带半导体功率芯片的新型结构设计、先进工艺技术开发等关键技术瓶颈，推动半导体材料、芯片、集成封测产业化技术的快速发展。2021 年，研究院成功获批浙江省宽禁带功率半导体材料与器件重点实验室，成为中心首个省级重点实验室。2023 年,成功获批宽禁带功率器件与应用浙江省工程研究中心。“研究院在不到三年的时间里，实现了从‘0 到1’的历史性跨越，如今，正向着更高远的目标迈进。”研究院院长盛况教授说。

■聚焦前沿，探索兵团作战的新模式

在首席科学家的引领下，一大批科技领军人才、青年科技人才、博士后人才、卓越工程师加盟研究院，形成了100 余人的高水平科研团队，开展有组织科研攻关。2023 年以来，半导体材料研究室6 位青年科研人员入选杭州市“领军型创新创业团队”，摘得全市创新创业团队最高奖项；先进半导体研究院-杭州乾晶半导体联合实验室成功生长出厚度达27 毫米的8 英寸n 型碳化硅单晶锭，并加工获得8 英寸碳化硅衬底片；功率芯片研究室和封装测试研究室获批国家重点研发计划，与企业成立功率芯片技术联合实验室，并建立了电源管理技术创新联盟；研究院多次获批省“尖兵”“领雁”研发攻关计划项目，他们用自己的方式为半导体事业发展贡献力量。

■集智攻关，投身科技创新的主战场

目前，研究院建设国内唯一的全链条开放式宽禁带半导体材料、器件及应用创新平台，在若干前沿领域和技术方向上取得关键性突破。2022 年5 月，杨德仁院士带领团队发明了全新技术路线来研制氧化镓体块单晶以及晶圆，使用这种具有完全自主知识产权技术生长的氧化镓晶圆在国际上尚属首次。2020 年11 月，研究院首个碳化硅单晶诞生；12 月，首根氧化镓单晶出炉。此后，6英寸SiC MOSFET 晶圆等等一大批重大科技创新成果不断涌现。

■创新驱动，当好服务地方发展的先行者

2023 年5 月，浙江卫视《新闻联播》聚焦科技成果转化改革案例，点赞杭州科创中心通过专利导航大数据精准检索行业数据、定位制造端紧缺技术，并依托“科学公司+企业合作”新路径，按照市场技术需求布局团队，让科研项目精准捕捉市场空白，推动前沿技术快速突破、落地转化。目前，研究院累计申请发明专利176 件，已授权发明专利45 件，已实现28 件专利转化，转化金额超700 万元。同时，依托电源管理技术创新联盟，吸纳电源管理行业多家领军企业加盟，与30多家行业龙头企业建立合作，致力于打通“前沿研究—技术攻关—产业转化”的创新链条。