7nm芯片迎来突破！国产半导体逆势崛起，打破日美垄断

一直以来，半导体行业都是国内产业生产的薄弱之处，很多技术都依赖于外企。

像EUV光刻机、芯片核心制造技术以及高端光刻胶等方面，但同样我们在芯片设计、封测技术等方面也占据了世界前列的位置。

如今，随着局势的变化，华为因芯片断供产生的后续影响已经初步显现，它让国产其他相关企业认识到只有自己掌握了核心技术才能避免在这些方面受到技术上的"卡脖子"。

11月13日，根据新浪 财经 最新报道，国内光刻胶领域迎来好消息，对于国内7nm芯片制造或可迎来重大突破。消息显示，国内宁波南大光电材料有限公司已正式宣布，首条ArF光刻胶生产线已经正式投入生产，预计项目完成后年销售额达10亿元。

目前该公司已经将生产出来的ArF光刻胶样品送至客户手中进行测试，如果测试成功，那么该公司将迎来更多ArF光刻胶方面的订单。

或许有小伙伴不太了解ArF光刻胶。

光刻胶在芯片生产中起到很关键的作用，可以说它是集成电路产生制造中的核心材料，对于芯片最终呈现的质量和性能方面都有很大的影响，因而光刻胶的成功对于生产制造芯片也有很大的帮助。

目前来说，虽然国内不乏有主营光刻胶的企业，但在ArF光刻胶这样的高端种类却几乎100%依赖于外企，而ArF光刻胶在对于28nm-7nm工艺芯片的生产起到至关重要的作用，因而可以说这一次在ArF光刻胶上的突破也预示着在7nm芯片制造上迎来突破！

根据资料显示，目前高端光刻胶主要集中于美企和日企手中，所占份额达全球光刻机份额的95%，而这一次宁波南大光电材料有限公司在ArF高端光刻胶中的突破也预示着国产半导体的逆势崛起，将打破美日企业在高端光刻胶领域上的垄断。

不过，想要避免外资企业在技术上的垄断，光靠一家公司明显后劲不足，但就如今的发展趋势来说，目前国产半导体相关企业已经纷纷在各自的领域中寻找突破之路。

上海微电子、上海华虹半导体、晶瑞股份等公司在芯片生产工艺上以及光刻机上等方面寻求突破口，照这样的趋势发展，未来国产半导体行业将迎来新生！

经过近十年的发展，二维电子学已经取得了巨大进步，但在大面积单晶制备、关键器件工艺、与主流半导体技术兼容性等方面仍存在挑战。

南京大学电子科学与工程学院王欣然教授课题组聚焦上述问题，研究突破二维半导体单晶制备和异质集成关键技术，为后摩尔时代集成电路的发展提供了新思路。相关研究成果近期连续发表在Nature Nanotechnology上。

半导体单晶材料是微电子产业的基石。与主流的12寸单晶硅晶圆相比，二维半导体的制备仍停留在小尺寸和多晶阶段，开发大面积、高质量的单晶薄膜，是迈向二维集成电路的第一步。然而，二维材料的生长过程中，数以百万计的微观晶粒随机生成，只有控制所有晶粒保持严格一致的排列方向，才有可能获得整体的单晶材料。

蓝宝石是半导体工业界广泛使用的一种衬底，在规模化生产、低成本和工艺兼容性方面具有突出的优势。合作团队提出了一种方案，通过改变蓝宝石表面原子台阶的方向，人工构筑了原子尺度的“梯田”。

利用“原子梯田”的定向诱导成核机制，实现了TMDC的定向生长。基于此原理，团队在国际上首次实现了2英寸MoS2单晶薄膜的外延生长。

得益于材料质量的提升，基于MoS2单晶制备的场效应晶体管迁移率高达102.6 cm2/Vs，电流密度达到450 μA/μm，是国际上报道的最高综合性能之一。同时，该技术具有良好的普适性，适用于MoSe2等其他材料的单晶制备，该工作为TMDC在集成电路领域的应用奠定了材料基础。

大面积单晶材料的突破使得二维半导体走向应用成为可能。在第二个工作中，电子学院合作团队基于第三代半导体研究的多年积累，结合最新的二维半导体单晶方案，提出了基于MoS2 薄膜晶体管驱动电路、单片集成的超高分辨Micro-LED显示技术方案。

Micro-LED是指以微米量级LED为发光像素单元，将其与驱动模块组装形成高密度显示阵列的技术。与当前主流的LCD、OLED等显示技术相比，Micro-LED在亮度、分辨率、能耗、使用寿命、响应速度和热稳定性等方面具有跨代优势，是国际公认的下一代显示技术。然而，Micro-LED的产业化目前仍面临诸多挑战。

首先，小尺寸下高密度显示单元的驱动需求难以匹配。其次，产业界流行的巨量转移技术在成本和良率上难以满足高分辨率显示技术的发展需求。特别对于AR/VR等超高分辨应用，不仅要求分辨率超过3000PPI，而且还需要显示像元有更快的响应频率。

合作团队瞄准高分辨率微显示领域，提出了MoS2 薄膜晶体管驱动电路与GaN基Micro-LED显示芯片的3D单片集成的技术方案。团队开发了非“巨量转移”的低温单片异质集成技术，采用近乎无损伤的大尺寸二维半导体TFT制造工艺，实现了1270 PPI的高亮度、高分辨率微显示器，可以满足未来微显示、车载显示、可见光通讯等跨领域应用。

其中，相较于传统二维半导体器件工艺，团队研发的新型工艺将薄膜晶体管性能提升超过200%，差异度降低67%，最大驱动电流超过200 μA/μm，优于IGZO、LTPS等商用材料，展示出二维半导体材料在显示驱动产业方面的巨大应用潜力。

该工作在国际上首次将高性能二维半导体TFT与Micro-LED两个新兴技术融合，为未来Micro-LED显示技术发展提供了全新技术路线。

上述工作分别以 “Epitaxial growth of wafer-scale molybdenum disulfide semiconductor single crystals on sapphire” （通讯作者为王欣然教授和东南大学王金兰教授）和 “Three dimensional monolithic micro-LED display driven by atomically-thin transistor matrix” （通讯作者为王欣然教授、刘斌教授、施毅教授和厦门大学张荣教授）为题， 近期在线发表于Nature Nanotechnology。

来源:人民政协网

编者按：中国共产党领导中国人民走过了百年辉煌路程。面对西方国家的半导体技术封锁与市场垄断，怀抱实干兴邦、产业报国理想的正威集团，在董事局主席王文银的带领下，以改革开放最前沿的深圳为据点，积极响应党和国家号召，在“十四五”开局起步、全面建设 社会 主义现代化国家新征程启航之际，以永无止境的创新和勇攀 科技 高峰的魄力，铸造“中国芯”，誓为中国半导体事业闯出一条康庄大道。

6月29日，四川海特高新技术股份有限公司（以下简称“海特高新”）发布公告称，深圳正威金融控股有限公司（以下简称“正威金控”）已完成向海特高新旗下控股子公司成都海威华芯 科技 有限公司（以下简称“海威华芯”）增资12.88余亿元，其中6.19亿元计入注册资本。本次增资扩股完成后，正威金控持有海威华芯34.01%股权，成为海威华芯第一大股东，海特高新是其第二大股东，中国电子 科技 集团公司第二十九研究所是其第三大股东。

据了解，海威华芯是国内半导体行业中的佼佼者，公司拥有完整的技术团队、先进的GaAs集成电路制造技术和生产设备，其打造的“六英吋GaAs集成电路Foundry线”是国家支持的重点产业项目。如今海威华芯已建成国内第一条6英寸氮化镓半导体晶圆生产线，成功申请核心专利255项，获得授权171项，其中发明专利76项，具备氮化镓600片/月的晶圆制造能力，是国内六英吋砷化镓集成电路（GaAs MMIC）纯晶圆代工（Foundry）最专业的服务制造商之一。

正威金控是正威控股集团旗下控股子公司，是正威集团产业战略布局的资本运作平台，服务于正威集团实体产业，整合正威集团资源。正威集团是一家以新一代电子信息和新材料完整产业链为主导的高 科技 产业集团，2020年实现营业额逾7000亿元，目前位列世界500强企业排名第91名、中国民营企业500强第3名、中国制造业民营企业500强第2名。

正威集团多年深耕半导体产业，拥有全球一流的专家技术团队，近年已在硅基半导体、半导体封装材料、5G新材料和智能终端等多领域产业布局。此次正威增资扩股海威华芯，将整合正威电子信息产业集群、高端新材料产业供应链、专业智能制造能力等，以强大的资金、技术、人才、品牌等全方位优势，助力与海威华芯实现产业协同，聚焦第三代半导体关键核心技术和重大应用突破，在军品和民品领域为国家 科技 创新贡献力量。

目前，正威集团在A股市场已控股了一家上市公司九鼎新材。在正威集团战略投资海威华芯的背景下，九鼎新材董事会亦在公开披露的定期报告中明确表示：“公司将积极获取主要股东在产业布局上的大力支持，梳理优化老资产，并购整合新资产，研发实现新突破，在微波、电子信息新材料和功能材料为核心的相关多元化发展战略上实现有效突破”。对海威华芯的战略投资，势必成为正威集团全面发力第三代半导体产业的重要引擎。

第三代半导体发展风口已至

据了解，芯片是国家的“工业粮食”，是信息产业的核心，是所有整机设备的“心脏”。我国作为目前全球最大的半导体消费市场，国产芯片供给率却不到10%。而随着美国为首的西方国家进一步对中国半导体等高端 科技 领域的技术封锁，中国半导体行业本土化的大发展势在必行。相较于第一、二代半导体，被誉微电子产业“新发动机”的第三代半导体，已成为全球半导体技术和产业新竞争焦点，有望成为我国与当今技术领先国家减少差距、实现换道超车的新路径。

为发展中国半导体产业，国家近来先后印发了《重点新材料首批次应用示范指导目录》《能源技术创新“十三五”规划》等支持性政策文件，将SiC、GaN和AlN等第三代半导体材料纳入重点新材料目录，推动支持SiC等第三代半导体材料的制造及应用技术的突破。《国民经济和 社会 发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》也将“碳化硅、氮化镓等宽禁带半导体发展”写入了“ 科技 前沿领域攻关”部分。在国家政策扶持以及新兴产业的推动下，目前国内第三代半导体产业链已经初步形成，第三代半导体行业的发展风口悄然而至。

政策支持有力推动了中国各地半导体产业快速发展，其中深圳尤为显著。今年3月， 科技 部正式批复支持广东省和江苏省建设国家第三代半导体技术创新中心，将第三代半导体技术“国字号”重器落地深圳和苏州，统筹全国优势力量为第三代半导体产业提供源头技术供给，推动我国第三代半导体产业创新能力整体跃升。作为国家建设 科技 和产业创新高地，深圳已然形成发展国家第三代半导体的沃土。据深圳市国民经济和 社会 发展十四五规划和二〇三五年远景目标纲要显示，到2025年以半导体产业为首的战略性新兴产业增加值将超过1.5万亿元，占整个GDP近40%。对于扎根深圳的正威集团来说，进一步增强了其发展半导体产业的信心和决心，也创造了更好、更快、更优的新发展机遇。

发挥企业推动创新创造生力军作用

作为全国政协委员，正威集团董事局主席王文银今年提交了关于“建立粤港澳大湾区集成电路产业大学”和“推动第三代半导体产业落地，打开成长空间”等提案，引发 社会 广泛关注。

据了解，正威集团早于2008年便开始进军半导体领域，成为国内早期一批 探索 半导体产业发展的企业之一，通过成功收购韩国三星五厂全部半导体设备，建立了正威半导体制造1.0版本。如今，经过十余年发展，正威半导体制造已达到3.0版本。未来，正威集团拟投资百亿元，持续在中国核心城市布局第三代半导体产业，并逐步打造集半导体材料、装备、工业软件、制造技术、封装技术、测试技术、系统集成技术、产品应用软件等全产业链于一体的发展模式，助推中国半导体事业换道超车。王文银表示，做好半导体事业要具备真正的工匠精神，需要凝聚各方的智慧与力量。作为新时代的企业家，应担负起创新、责任、担当，要有心系国家发展和民族复兴的大情怀和大格局。

“当前国家第三代半导体产业发展面临着产品开发与市场终端应用需求不匹配、产业链短时间暴发带来的人才与资金压力、全国各地项目无序发展等问题。”王文银认为，“国家应从顶层设计入手，合理配置半导体领域资源，扶持和发展一批优秀企业，聚焦成熟产品，攻关关键技术，实现从跟跑到领跑。”

当前，伴随着第三代半导体行业的触角向大数据、物联网、人工智能、5G、航空航天、城际高铁交通、新能源 汽车 等关键领域延伸，以正威集团为代表的一批专注半导体制造和研发的企业正在迅速崛起，相信中国半导体事业发展的春天即将到来。（文/王婵）

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