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SSLCHINA&IFWS2019:预见技术热点与产业趋势
2020.01.08

一年一度行业国际盛会,“第十六届中国国际半导体照明论坛(SSLCHINA 2019)暨2019国际第三代半导体论坛(IFWS 2019)”近期于广东省深圳市深圳会展中心成功召开。两大国际论坛资源叠加,强强联合,同期同地举行,合力优势进一步凸显。

论坛紧扣时代发展脉搏与产业发展趋势,以“迎接新挑战 共创新时代”为主题,吸引了来自海内外半导体照明与第三代半导体相关领域的专家学者、企业、行业机构领导以及相关政府官员的积极参与,共同论道产业新趋势和新发展。
论坛多面覆盖产业热点,广泛吸引全球代表,汇聚全球精英。来自国内外政、产、学、研、用不同环节的千余位参会代表高度聚焦热点先进技术。高瞻远瞩,引领产业新未来,展望产业新机遇。本文摘取部分精彩内容,与业界同享,迎接2020,预见技术热点与产业趋势。

功率电子技术:GaN器件展示出非功率器件的方向

氮化镓功率电子技术部分,涉及AlGaN/GaN器件研究、GaN HEMT应用进展。在器件研究方面,GaN器件展示出非功率器件的方向。器件应用方面,基于GaN功率器件的市场和应用正在爆发中,小尺寸、高可靠、门极驱动集成IC、8英寸代工等作为热词出现。GaN IC虽然是未来,但目前技术集成和应用水平大概是20年前Si横向BCD技术,需要产业界的共同努力。

碳化硅功率电子技术方面,涉及SiC芯片结构、SiC器件封装、SiC软件模拟等方向的探讨。SiC芯片结构方向,主要覆盖了SiC工艺制造难点及优化方法、高压SiC器件面临挑战和SiC基石墨烯气体传感器,并对短路特性、工作时长、栅氧特性、串联电阻,迁移率等技术点的新进展做了介绍。SiC器件封装方向,重点探讨了高温高压SiC器件封装和高温高功率的IGBT SiC模块封装的技术挑战。SiC器件模拟方面,从芯片内部到封装一体化的仿真方案和基于量子物理的模拟解决方案引起关注。碳化硅功率电子技术领域对器件应用的覆盖有所欠缺。

全球功率半导体的国际龙头企业纷纷扩产,国内企业12寸硅基生产线不断投产。中国化合物半导体引来产业发展小高峰。中国功率半导体经过多年的积累具备非常好的条件。市场方面,中国是全球制造中心,中国品牌在家电、电动工具、新能源汽车等领域有很大影响力;各国政府对能效的要求越来越高,MOSFET/IGBT等高能效功率半导体需求增多;中国市场占全球功率半导体市场的40%左右。

人才方面来看,外企、海龟人才多(如英飞凌、IR等);代工厂和国内企业培养(华虹宏力、比亚迪、科达、中车等企业培养了很多人士);国内高校培养了众多人才。

技术方面,基于Si的功率器件技术部分专利已经失效,同时技术创新接近天花板;国内企业和院校正在联合研发化合物半导体,取得了不少成果;国内从事研发、制造、封测三大环节基本就绪,等待国内企业发力。

企业方面,国内除少数几种材料外,其他基本的材料、工艺、加工等产业链环节已经国产化;部分材料开始供应国际大厂;大量资金进入半导体行业(如投资涉及、fab、封装等公司)。

微波射频器件:5G促使终端射频前端模块量价齐升

论坛关注氮化镓微波器件及其单片集成电路材料外延、建模、设计与制造、可靠性技术及HEMT器件在移动通信中的应用等各方面,呈现第三代半导体微波器件及其应用的新进展。5G促使终端射频前端模块量价齐升。

5G基站包括中低频段(sub6G)的宏基站和高频段(6G以上)的小站,5G应用中,由于5G宏站需要提供连续性覆盖,覆盖范围在100m以上,如实现与4G相同的覆盖率,5G宏站数量约为4G基站的1.2-1.4倍;小基站应用于热点区域或更高容量的业务场景,覆盖范围在100m以内,数量保守估计是宏基站的2倍,预计未来5G小基站将达到700万个。

早期主要是宏基站,中后期小基站将会成迅速发展,预计2020年以后将会快速增长。2019-2022年,国内基站预计需求 4inch GaN RF wafer 60-80万片。

固态紫外器件技术:提高紫外效率是重点

在固态紫外器件技术领域,主要的技术方向是石墨烯衬底、纳米线技术。论坛呈现了深紫外LED封装改进的新成果、紫外探测器及激光器的发展情况、通过调节化学式的方法来改进紫外器件生长情况的方法。此外,还探讨了AlN材料与用于深紫外的MOCVD的设备。

紫外固态器件的潜在市场规模体量相较其他材料仍然偏小,但是紫外器件特别是紫外传感器、紫外探测器、紫外光电器件在国防航天、消防报警、杀毒应用领域的应用具有重要意义。从目前的技术和产业报告来看,技术仍然处于研发阶段,大部分报告的研究问题实质性都指向一个问题,如何提高紫外的效率问题。

从不同紫外器件进展来看,UVA LED目前进展稍微快,基本开始进入产业化。UVC LED仍然处在解决研发问题阶段,探测器的进展要稍微快于LED器件。

Micro-LED与新型显示:需探讨携手发展

在Micro-LED、新型显示和显示工程应用领域,有显示行业企业认为Mini LED背光+LCD技术路线是短期内中国适宜发展的,既能消解面板产能,又能提升LED用量,量产技术也相对成熟,通过芯片技术进步、转移技术发展、封装形式多样化、驱动IC技术不断成熟,驱使成本不断下降可与国外OLED技术路线进行竞争,因此要探讨携手发展。

直接显示的Micro LED产品将是未来的方向,目前由于红光技术仍存在瓶颈,加之成本问题,企业及研究机构希望通过蓝光LED+量子点材料进行RGB色彩转换,现在纷纷布局相关研究。

就当前Mini LED显示而言,COB及四合一两条技术路线之争关乎产业链重构。COB从芯片直接到显示模组,不再有独立的封装环节,对显示模组厂的供应链管理提出了超高的要求,但其可靠性高,散热性好,有企业称高端产品非COB莫属。

四合一路线保留了封装厂在产业链中的关键角色,同时可以沿用其原有设备,属于在SMD技术基础上的“技术改良”,显著改善了SMD的不稳定性、可靠性差问题,同时保留了成本的优势,受封装企业欢迎。但终端显示厂商认为其还是属于过度性产品,终还会走向COB。

智能照明:跨界与互联互通的机遇

智能照明领域,智能家居照明行业面临两大机遇:一是智能照明单品的跨界合作。二是智能健康光环境的互联互通。目前我国智能照明初期发展过程存在着功能单一、缺乏场景;智能单品、缺少互联互通;经销渠道、服务配套等问题。智能家居照明将向着新供应链(供应链的重新多面整合)、新生态(平台巨头的生态互联共建)、新渠道(新渠道新场景新体验)、新特点(巨头商业照明布局)稳步发展。

智慧照明也在催生新的城市管理和治理模式,正在与5G、自动驾驶、人工智能、“城市大脑”等新技术相结合。但智慧照明尚有技术标准、用户认知、运营模式等瓶颈需要突破,处于大规模应用的前夜。

智慧照明是一个复杂的系统,要考虑其互换性及用户的可接受性,包括各种协议间的相互协调及与现有系统的协调;IOT解决了数据的传输问题,而数据的分析及机器解读、读取需要发挥人工智能的作用;ICT业界的同仁对智慧照明具有很高的积极性,推动速度快,正在取得成功;智慧照明集众多功能于一体,涉及节能、隐私性、功能性及多样性的问题,如摄像头,各国的政策及现状大相径庭,而智慧灯杆更具多样性,不同的人、不同的地方有不同的需求。这些都值得更多的探讨、实践与合作。

汽车照明:迎接智能驾驶时代

智能驾驶时代的车辆交通信号灯具的功能和发展方向是主要探讨方向。除汽车照明之外,还聚焦车辆传感、控制等领域的内容。2019年汽车行业整体不景气,国产车销量疲软,国内LED企业车用器件销量不高,虽然内饰灯成长较快,但由于器件体积小,对散热、一致性、可靠性要求高,国内器件使用仍面临障碍。

对于国内企业来说,竞争策略或许应该从尾灯、信号灯切入,布局相关研究,而不是在前照灯等国内外技术差距较大的领域硬碰硬。未来智能驾驶时代,汽车灯具和显示器将成为各种传感器的载体,其软件和通信方面的占比会越来越高,传统车灯龙头已经转向软件和通信。

生物农业光照: 科学用光需长期深入研究

光是农业生产中重要的环境因子之一,在调控动植物及微生物生长发育、实现高产、优质等方面具有不可替代的重要作用。在生物农业光照领域,论坛着力探讨了光照截获率、光效提升、植物生长光照系统和远程监测系统、水生生物生长发育与光强、光谱成分和光周期的相关性等议题。针对一些特定生物群体的机理研究从未停止,尤其对如何科学用光和科学补光仍需要长期深入研究的课题。

光品质和光健康:从研究到应用

近年来,光照对人体健康的影响机制得到深入的研究,新型LED器件也发展迅猛,LED技术在生活和医疗中的应用日益增多,这些领域成为LED技术应用的新蓝海。论坛着力探讨了光品质的评估,在不同应用场景下的主观评价,近视光生物机理,以及光的非视觉效应,包括对视觉舒适度、昼夜节律、作业效率等的影响。如何针对室内外不同的应用场合、人的个性化需求,通过优化LED光源及照明方式,提供健康而舒适的照明环境和符合医疗要求的光品质,是当前面临的重要挑战。

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刘经理:
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