據(jù)全球半導(dǎo)體觀察不完全統(tǒng)計，近期共有57家半導(dǎo)體企業(yè)完成階段融資，這些企業(yè)涉及第三代半導(dǎo)體、車規(guī)級芯片、毫米波雷達(dá)芯片、傳感器等領(lǐng)域。據(jù)披露的數(shù)額來看，有不少企業(yè)獲得了超億元融資。

01、“三代半”熱度不減

半導(dǎo)體材料已經(jīng)從一代（硅Si）、二代（砷化鎵GaAs、磷化銦InP），發(fā)展到現(xiàn)在以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為主的第三代。憑借高熱導(dǎo)率、高擊穿場強(qiáng)、高飽和電子漂移速率、高鍵合能等自身優(yōu)秀的物理特性，第三代半導(dǎo)體迅度沖入全球半導(dǎo)體市場中心圈，如今已然成為了產(chǎn)業(yè)端和資本的寵兒。

第三代半導(dǎo)體已經(jīng)在新能源汽車、消費類電子、半導(dǎo)體照明、新一代移動通信、新能源并網(wǎng)、智能電網(wǎng)、高速軌道交通等領(lǐng)域發(fā)揮作用。雖然去年消費端不給力，但在新能源汽車方面，TrendForce集邦咨詢此前預(yù)估，2026年車用SiC功率元件市場規(guī)模將攀升至39.4億美元。

從市場格局上看，全球第三代半導(dǎo)體仍然由美日歐企業(yè)為主導(dǎo)，包括Wolfspeed、ROHM、Infineon、Mitsubishi、Qorvo和ST等企業(yè)，國內(nèi)的主要企業(yè)有天科合達(dá)、山東天岳、三安光電、中電13所、55所等。

近年來，隨著疫情爆發(fā)，第三代半導(dǎo)體進(jìn)入發(fā)展關(guān)鍵期，隨著國家“十四五”政策的大力支持和國產(chǎn)化浪潮的推動，蟄伏多年的第三代半導(dǎo)體企業(yè)開始展露鋒芒，并成為市場尋覓的新捧對象。

從表中看，十余家獲投資者青睞的企業(yè)致力于碳化硅、氮化鎵等第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域，包括天域半導(dǎo)體、天科合達(dá)、超芯星半導(dǎo)體、至信微電子、昕感科技、派恩杰半導(dǎo)體、乾晶半導(dǎo)體、臻晶半導(dǎo)體、晶通半導(dǎo)體等。

其中，天科合達(dá)完成Pre-IPO輪融資，由京銘資本體系京銘鴻瑞產(chǎn)業(yè)基金、歷金銘科產(chǎn)業(yè)基金等明星資本投資；天域半導(dǎo)體獲得約12億元人民幣投資，融資資金將繼續(xù)用于增加碳化硅外延產(chǎn)線的擴(kuò)產(chǎn)以及持續(xù)加大碳化硅大尺寸外延生長研發(fā)投入。

此外，在碳化硅技術(shù)突破上，國內(nèi)企業(yè)迎來新進(jìn)展。

2022年1月，爍科晶體實現(xiàn)8英寸N型碳化硅拋光片小批量生產(chǎn)；同年8月，晶盛機(jī)電成功出爐公司首顆8英寸N型碳化硅晶體，并于2023年2月表示8英寸導(dǎo)電型碳化硅襯底將于2023年二季度實現(xiàn)小批量生產(chǎn)；2022年11月，天科合達(dá)發(fā)布8英寸導(dǎo)電型SiC單晶襯底，并計劃在2023年實現(xiàn)8英寸襯底產(chǎn)品的小規(guī)模量產(chǎn)。

02、雷達(dá)、傳感器等車用芯片漸發(fā)亮

去年以來，消費終端市場持續(xù)萎靡，消費芯片已不如往日風(fēng)光，全球芯片短缺正在緩慢改善，而汽車芯片卻呈現(xiàn)另一番景象。全球汽車產(chǎn)業(yè)芯片供應(yīng)不足，加上智能汽車的發(fā)展又使得對汽車芯片的需求不斷提升，汽車芯片順勢成為了市場新寵。

有數(shù)據(jù)顯示，2022年全球汽車產(chǎn)業(yè)因芯片短缺問題，減產(chǎn)了450萬輛新車。而2023年芯片短缺依舊將影響汽車產(chǎn)量，預(yù)計減產(chǎn)將達(dá)300萬輛。由于需求旺盛，預(yù)計2023全年，汽車芯片仍將是芯片行業(yè)中為數(shù)不多的嚴(yán)重短缺的細(xì)分領(lǐng)域之一。

汽車芯片有著比消費級芯片更高的技術(shù)門檻，不僅種類豐富，且產(chǎn)業(yè)帶動力強(qiáng)。隨著汽車電動化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化的推進(jìn)，汽車芯片已經(jīng)廣泛應(yīng)用于動力系統(tǒng)、車身、座艙、底盤和安全等諸多方面。

汽車芯片領(lǐng)域里，今年有曦華科技、海圖微電子、中科億海微電子、識光芯科、翠展微電子、矽杰微電子、靈明光子等企業(yè)得到融資，而其企業(yè)核心定位在車規(guī)、毫米波雷達(dá)、傳感器、射頻濾波器等芯片方面。

從芯片類別上看，傳感器可適用在汽車?yán)锏闹懈咚佟⒌退僮詣玉{駛場景，其中車用攝像頭的核心就是CMOS圖像傳感器（CIS），目前，安森美、韋爾股份等在車載CIS市場上處于領(lǐng)先地位。

毫米波雷達(dá)芯片是車載雷達(dá)的核心，主要應(yīng)用方向是應(yīng)用于汽車ADAS和自動駕駛領(lǐng)域，此外還可應(yīng)用于智能家居、無人機(jī)控制等。但目前國外毫米波雷達(dá)產(chǎn)品仍占據(jù)主導(dǎo)地位，其核心技術(shù)主要集中在博世、大陸、海拉等海外巨頭。為實現(xiàn)毫米波雷達(dá)新產(chǎn)品的落地，德賽西威、華域汽車、華為、森斯泰克等國內(nèi)企業(yè)正在不斷加倍努力中。

未來，在汽車產(chǎn)業(yè)的加速帶動下，傳感器、毫米波雷達(dá)、射頻濾波器等汽車相關(guān)芯片也將被帶入新的戰(zhàn)略圈，而國產(chǎn)替代化也將給國內(nèi)企業(yè)帶來了許多突圍的機(jī)會。（文：全球半導(dǎo)體觀察）

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1.拓?fù)淝幻姘l(fā)射激光器

中科院物理研究所陸凌團(tuán)隊將原創(chuàng)的拓?fù)涔馇粦?yīng)用于半導(dǎo)體激光芯片，研制出拓?fù)淝幻姘l(fā)射激光器[topological-cavity surface-emitting laser (TCSEL)]，得到了遠(yuǎn)超主流商用產(chǎn)品的單模功率和光束質(zhì)量。TCSEL的發(fā)明有望解決拓?fù)湮锢響?yīng)用的長期瓶頸，對于激光技術(shù)的整體進(jìn)步，特別是當(dāng)下人臉識別、自動駕駛、虛擬現(xiàn)實所需的三維感知和激光雷達(dá)等新興技術(shù)有重要意義，詳見TCSEL.com。
該成果發(fā)表于《自然光子學(xué)》雜志 (Nature Photonics, 2022, 16: 279-283)。

TCSEL示意圖

2.超高熱導(dǎo)率半導(dǎo)體-砷化硼載流子遷移率精準(zhǔn)測定

國家納米科學(xué)中心劉新風(fēng)研究員團(tuán)隊聯(lián)合休斯頓大學(xué)包吉明團(tuán)隊和任志鋒團(tuán)隊世界上首次精準(zhǔn)測定了超高熱導(dǎo)率半導(dǎo)體-立方砷化硼（c-BAs）單晶的載流子遷移率；立方砷化硼材料高的載流子遷移速率以及超高的熱導(dǎo)率，表明該材料可廣泛應(yīng)用于光電器件、電子元件等領(lǐng)域，為其大規(guī)模應(yīng)用指明了方向。

該成果發(fā)表于《科學(xué)》雜志 (Science, 2022, 377: 433-436)。

瞬態(tài)反射顯微成像和立方砷化硼的載流子擴(kuò)散。（A）實驗裝置示意圖，激發(fā)波長為600 nm探測波長為800 nm；（B）不同時刻的瞬態(tài)反射顯微成像（標(biāo)尺1微米）；（C）典型的載流子動力學(xué)；（D）0.5 ps的二維高斯擬合；（E）不同時刻的載流子分布方差隨時間的演化及載流子遷移率。

3.電注入激射鋁鎵氮(AlGaN)紫外激光器

中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所趙德剛、楊靜研究團(tuán)隊實現(xiàn)了我國首支電注入激射波長小于360 nm的AlGaN紫外激光器。通過結(jié)構(gòu)設(shè)計、界面控制及應(yīng)力調(diào)控等方法解決紫外激光器發(fā)光效率低、高Al組分AlGaN的p摻雜困難、以及大失配外延等一系列紫外激光器的關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問題，為國內(nèi)紫外固化、光刻機(jī)等新型紫外光源的研制提供技術(shù)保障。

該成果發(fā)表于《半導(dǎo)體學(xué)報》雜志 (Journal of Semiconductors, 2022, 43, 010501. doi: 10.1088/1674-4926/43/1/010501)。

AlGaN紫外激光器P-I曲線，插圖是AlGaN紫外激光器激射譜和激射光斑（藍(lán)色的激射光斑為紫外激光器照射在白色打印紙上產(chǎn)生的藍(lán)色熒光）。

4.首次制成柵極長度最小的晶體管

人類又向摩爾定律的極限發(fā)起挑戰(zhàn)。這一次中國人扮演了探索者的角色。清華大學(xué)任天令教授團(tuán)隊首次制備出亞1納米柵極長度晶體管，該晶體管具有良好的電學(xué)性能。利用石墨烯單原子層厚度作為柵極，通過石墨烯側(cè)向電場調(diào)控垂直的MoS2溝道開關(guān)，從而實現(xiàn)等效物理柵長為0.34 nm。這項工作將有助于推動摩爾定律進(jìn)一步發(fā)展到亞1納米。

該成果發(fā)表于《自然》雜志（Nature 2022, 603: 259–264）。

亞1納米柵長晶體管結(jié)構(gòu)示意圖

5.雙層二維半導(dǎo)體大面積外延生長

南京大學(xué)王欣然、李濤濤與東南大學(xué)王金蘭、馬亮團(tuán)隊緊密合作，提出了襯底表面臺階高度精確調(diào)控二維半導(dǎo)體層數(shù)的思想和“齊頭并進(jìn)”的全新生長機(jī)制，突破逐層生長的熱力學(xué)限制，首次實現(xiàn)了厘米級均勻的雙層MoS2外延生長，刷新了二維半導(dǎo)體器件開態(tài)電流的紀(jì)錄，并滿足2028年國際器件與系統(tǒng)路線圖的技術(shù)指標(biāo)。

該成果發(fā)表于《自然》雜志（Nature, 2022, 605, 69-75）。

雙層MoS2的大面積外延生長

6.具備超高導(dǎo)電率的可溶液加工n型導(dǎo)電聚合物

華南理工大學(xué)黃飛教授團(tuán)隊提出了一種n型導(dǎo)電聚合物的合成新策略，利用醌類氧化劑可逆的氧化還原特性，將氧化聚合和還原摻雜結(jié)合，大幅提高了有機(jī)半導(dǎo)體的n型摻雜效率，實現(xiàn)其由半導(dǎo)體向?qū)w的轉(zhuǎn)變。合成的聚（苯并二呋喃二酮）（PBFDO）具有超過2000 S cm-1的導(dǎo)電率以及良好的空氣穩(wěn)定性，在有機(jī)電子器件中展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。

該成果發(fā)表于《自然》雜志（Nature, 2022, 611: 271）。

n型導(dǎo)電聚合物聚（苯并二呋喃二酮）的合成機(jī)理及其在有機(jī)電化學(xué)晶體管（a-c）、有機(jī)熱電（d-e）以及柔性印刷電路（f）中的應(yīng)用。

7.基于鈣鈦礦量子線陣列的大面積平面和球形發(fā)光二極管

香港科技大學(xué)范智勇教授團(tuán)隊開發(fā)出了一套嶄新的鈣鈦礦量子線陣列生長工藝，其在大面積的剛性、柔性、平面以及3D襯底上均具有超高均勻性?；诖?，團(tuán)隊首次實現(xiàn)了鈣鈦礦LED器件的晶圓級制備，以及世界首個3D球形LED器件，完美解決了傳統(tǒng)平面器件在空間亮度分布上的弊端。其有望成為下一代照明顯示材料與器件的有利競爭者。

該成果發(fā)表于《自然光子學(xué)》雜志（Nature Photonics, 2022, 16, 284–290）。

鈣鈦礦量子線陣列的普適性生長

8.基于二維范德華異質(zhì)結(jié)的寬光譜感算一體器件

華中科技大學(xué)翟天佑教授、周興副教授團(tuán)隊與南京大學(xué)繆峰教授團(tuán)隊合作創(chuàng)新性地提出了二維雙極性范德華異質(zhì)結(jié)，通過電場調(diào)控使其光響應(yīng)正負(fù)連續(xù)可調(diào)，首次在硬件層面實現(xiàn)了寬光譜圖像探測和卷積計算的同步進(jìn)行，突破了傳統(tǒng)寬光譜機(jī)器視覺系統(tǒng)中感算分離所產(chǎn)生的功耗與時間延遲瓶頸，推動了機(jī)器視覺等人工智能領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)程。

該成果發(fā)表于《自然電子》雜志（Nature Electronics, 2022, 5: 248-254）。

寬光譜感算一體光電器件

9.基于三維阻變存儲器的存算一體技術(shù)

中科院微電子研究所劉明院士、張鋒研究員團(tuán)隊與北理工王興華副教授團(tuán)隊在三維存算一體芯片領(lǐng)域取得突破，該團(tuán)隊在國際上首次設(shè)計實現(xiàn)了基于三維垂直結(jié)構(gòu)阻變存儲器的存算一體宏單元芯片，通過實驗證明了三維阻變存儲器可以實現(xiàn)存算一體技術(shù)并具有低功耗、高算力、高密度等方面的優(yōu)勢，在高性能邊緣計算領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。

該成果發(fā)表于《自然電子》雜志（Nature Electronics, 2022, 5: 469-477）。

基于三維垂直結(jié)構(gòu)阻變存儲器的存算一體宏單元

10.高線性度、超寬帶5G毫米波相控陣收發(fā)前端芯片

東南大學(xué)趙滌燹，尤肖虎研究團(tuán)隊實現(xiàn)可同時覆蓋3GPP n257, n258, n261頻段的5G毫米波CMOS相控陣芯片；通過提出寬帶線性化技術(shù)，有效改善芯片在高功率下的幅度和相位失真，同時抑制芯片在寬帶信號下的電學(xué)記憶效應(yīng)，解決了傳輸超寬帶高階調(diào)制信號的難題；芯片成果已成功應(yīng)用于國產(chǎn)化毫米波分布式微基站以及紫金山實驗室6G TKμ極致連接無線傳輸平臺。

該成果發(fā)表于《固態(tài)電路》期刊（IEEE Journal of Solid-State Circuits, 2022, 57: 2702-2718）。（文：半導(dǎo)體學(xué)報）

(a) 5G毫米波四通道相控陣收發(fā)系統(tǒng)射頻前端芯片系統(tǒng)架構(gòu)；(b) 芯片顯微照片。

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