先進半導體研究院：引領第三代半導體產業新變革

□文/ 仝 波 浙江大學杭州國際科創中心先進半導體研究院

建設背景

硅及先進半導體材料是發展半導體技術的基石，是全球半導體產業競爭的焦點。近年來，以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體材料，以其優越的性能和巨大的市場前景，迅速開辟出全球半導體市場的新賽道。我國《“十四五”規劃和2035 年遠景目標綱要》中明確提出，要加速推動以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體新材料新技術產業化進程，催生一批高速成長的新材料企業，極大促進第三代半導體產業在我國更快更好地發展。

建設目標

2020 年4 月，杭州科創中心正式啟動建設先進半導體研究院，由中國科學院院士楊德仁擔任領域首席科學家、中國科學院院士鄭有炓擔任學術委員會主任，面向我國第三代半導體產業發展需要，以實現寬禁帶半導體材料與器件技術的自主可控、安全高效為目標，整合高校、企業和科研機構優勢資源，著力打造第三代半導體研發、制造、應用和測試評價全產業鏈的新格局；支撐寬禁帶半導體領域若干關鍵技術攻關，推進產業鏈與創新鏈的深度融合；培育若干行業標桿科技型企業，構建寬禁帶半導體創新生態與產業引育體系，提高我國在寬禁帶半導體領域的國際競爭力和影響力。

研究方向：半導體材料、功率芯片、封裝測試及應用。

建設成效

■凝心聚力，勇攀自主創新的新高峰

2020 年，隨著杭州科創中心在啟動區塊入駐，先進半導體研究院開啟了緊鑼密鼓的建設征程，實驗空間改造、項目團隊入駐、人才隊伍組建……研究院以寬禁帶半導體材料、功率芯片的研發與產業化為核心，以封裝測試和應用技術為服務支撐，重點突破寬禁帶半導體材料生長、寬禁帶半導體功率芯片的新型結構設計、先進工藝技術開發等關鍵技術瓶頸，推動半導體材料、芯片、集成封測產業化技術的快速發展。2021 年，研究院成功獲批浙江省寬禁帶功率半導體材料與器件重點實驗室，成為中心首個省級重點實驗室。2023 年,成功獲批寬禁帶功率器件與應用浙江省工程研究中心。“研究院在不到三年的時間里，實現了從‘0 到1’的歷史性跨越，如今，正向著更高遠的目標邁進。”研究院院長盛況教授說。

■聚焦前沿，探索兵團作戰的新模式

在首席科學家的引領下，一大批科技領軍人才、青年科技人才、博士后人才、卓越工程師加盟研究院，形成了100 余人的高水平科研團隊，開展有組織科研攻關。2023 年以來，半導體材料研究室6 位青年科研人員入選杭州市“領軍型創新創業團隊”，摘得全市創新創業團隊最高獎項；先進半導體研究院-杭州乾晶半導體聯合實驗室成功生長出厚度達27 毫米的8 英寸n 型碳化硅單晶錠，并加工獲得8 英寸碳化硅襯底片；功率芯片研究室和封裝測試研究室獲批國家重點研發計劃，與企業成立功率芯片技術聯合實驗室，并建立了電源管理技術創新聯盟；研究院多次獲批省“尖兵”“領雁”研發攻關計劃項目，他們用自己的方式為半導體事業發展貢獻力量。

■集智攻關，投身科技創新的主戰場

目前，研究院建設國內唯一的全鏈條開放式寬禁帶半導體材料、器件及應用創新平臺，在若干前沿領域和技術方向上取得關鍵性突破。2022 年5 月，楊德仁院士帶領團隊發明了全新技術路線來研制氧化鎵體塊單晶以及晶圓，使用這種具有完全自主知識產權技術生長的氧化鎵晶圓在國際上尚屬首次。2020 年11 月，研究院首個碳化硅單晶誕生；12 月，首根氧化鎵單晶出爐。此后，6英寸SiC MOSFET 晶圓等等一大批重大科技創新成果不斷涌現。

■創新驅動，當好服務地方發展的先行者

2023 年5 月，浙江衛視《新聞聯播》聚焦科技成果轉化改革案例，點贊杭州科創中心通過專利導航大數據精準檢索行業數據、定位制造端緊缺技術，并依托“科學公司+企業合作”新路徑，按照市場技術需求布局團隊，讓科研項目精準捕捉市場空白，推動前沿技術快速突破、落地轉化。目前，研究院累計申請發明專利176 件，已授權發明專利45 件，已實現28 件專利轉化，轉化金額超700 萬元。同時，依托電源管理技術創新聯盟，吸納電源管理行業多家領軍企業加盟，與30多家行業龍頭企業建立合作，致力于打通“前沿研究—技術攻關—產業轉化”的創新鏈條。

未來展望

先進半導體研究院積極探索創新之路，依靠市場化力量和方式支撐國家重大需求及技術攻關，全力推進平臺可持續發展，打造“自我造血”的創新生態，為浙江大學“雙一流”建設凝心聚力，為地方經濟社會發展持續賦能，為浙江省實現“兩個先行”加油助力。■