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从人才、科研和成本优势,看陕西半导体集成电路产业的发展(2)

发布人:芯论语 时间:2021-06-08 来源:工程师 发布文章

二、西安有潜力成为宽禁带半导体技术创新中心

第三代半导体产业是陕西半导体集成电路产业的特色优势产业。宽禁带半导体材料也称为第三代半导体材料,它是指禁带宽度在2.3eV及以上的半导体材料,典型的是碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、金刚石等。宽禁带半导体材料主要用于制造功率半导体器件,大功率LED,半导体激光器,以及高温、高频、高功率微波器件等,广泛应用在5G通信、能源、电动汽车、高铁动车、航空航天、国防军工等重要领域。宽禁带半导体材料及其制成的芯片和器件,以及制造和应用形成的相关产业称为第三代半导体产业。陕西是我国宽禁带半导体技术科研实力最强和应用基础最好的地区,西安极有潜力发展成为我国宽禁带半导体技术的创新中心。

在教育和科研领域,中国科学院郝跃院士是我国宽禁带半导体著名学者和专家。他长期从事新型宽禁带半导体材料和器件、微纳米半导体器件与高可靠集成电路等方面的科学研究与人才培养,是国家重大基础研究(973)计划项目首席科学家、国家有突出贡献的中青年专家和微电子技术领域的著名专家。他在氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等宽禁带半导体功能材料和微波器件、半导体照明短波长光电材料与器件研究和推广、微纳米CMOS器件可靠性与失效机理研究等方面取得了系统的创新成果[1]。西安电子科技大学在氮化镓(GaN)领域的成果,一是高性能氮化镓基外延材料方面取得丰硕成果,部分指标达到国际领先水平。二是提出了微波功率器件新型绝缘栅氮化镓结构,突破了关键技术,大大提升器件效率,在国际上具有重要影响。该校在碳化硅(SiC)领域的成果,一是碳化硅材料生长和功率器件制备研究方面取得突破性进展。二是攻克了碳化硅高功率器件仿真和制备等多项关键技术。三是成功研制出多款具有国际较高水平的高性能碳化硅功率器件,研究成果居于国内领先水平。西安科技大学和西安理工大学在碳化硅的材料、生长设备和外延制备方面也居于国内领先地位[6]。

在产业方面,有领先的功率半导体器件及系统解决方案提供商龙腾半导体股份有限公司;有专注高速功率集成技术的高端模拟IC设计公司陕西亚成微电子股份有限公司;有从事大功率半导体测试系统研发、生产和销售的开尔文测控技术有限公司;有电力半导体器件封装测试企业西安派瑞功率半导体变流技术股份有限公司(西安电力电子研究所的全资子公司);有专业从事电子元器件测试、筛选、物理和实效分析及相关服务的西安西谷微电子有限责任公司;有大功率IGBT、大功率半导体器件制造和封装测试企业西安中车永电电气有限公司、西安卫光科技有限公司等;有LED芯片制造企业西安中为光电科技有限公司、陕西新光源科技有限责任公司等。

在应用领域,陕西在新能源汽车、充电桩、储能装置、电力装备、高铁动车、5G通信设备、航空航天、国防军工等领域均有大量的下游用户,包括华为、中兴、西电集团、比亚迪、吉利、中车集团、特锐德等行业龙头企业,为第三代半导体的市场推广提供了得天独厚的条件。

在宽禁带半导体技术产学研合作方面,陕西半导体先导技术中心已担当大任,通过整合校企资源,构建设计服务、测试服务、工艺服务、培训服务、人才创业、成果转化、合作交流、投融资服务等技术服务平台,通过开展政产学研用合作,努力探索在技术研究与产品工程化之间提高创新能力,降低成本与风险的陕西半导体集成电路产业的发展之路。

三、西安发展半导体集成电路产业的优势

1.人才优势。陕西高校和科研院所众多,是我国半导体集成电路人才的培养基地。陕西共有高校90余所,从事微电子专业的科研机构20余家。陕西高校中微电子科学与工程相关专业在校学生近 10 万人,年输送毕业生 2 万余人,占全国的14%。在中国科学评价研究中心、武汉大学中国教育质量评价中心联合中国科教评价网推出《2017-2018年中国大学及学科专业评价报告》中关于微电子学科的排名,西安电子科技大学、西安交通大学和西北工业大学分列 3、5、7 位。在国家支持高校建设或筹建国家示范性微电子学院名单中,陕西有西安电子科技大学、西安交通大学和西北工业大学三所高校在列。

陕西12所高校和研究所招收微电子学与固体电子学专业的研究生,每年毕业博士约90人、硕士约720人,排名全国第一。加上本科生,每年毕业生人数约2370人。随着一线城市生活成本居高不下,西安吸引人才的政策力度加大,毕业生留在西安发展的意愿上升。以2018年西安某高校微电子专业应届硕士研究生为例,年平均薪酬接近20万元,主要去向城市为西安、上海、北京、成都、深圳,前两者人数比例分别约为 40%和 30%[6]。

陕西行业从业人员约6万人,专业技术人员约占全国的1/6。此外,众多职业技术学校每年输送的技工可达上万人,这些形成了陕西发展半导体集成电路产业的人才优势。                              5.jpg

图5.西安各高校和院所微电子专业年毕业人数占比

(来源:参考资料6)

2.科研优势。西安综合科技实力仅次于北京、上海,位居全国城市第三位。自1965年西安微电子技术研究所(航天771所)研制出我国第一台航天专用微型计算机、第一块集成电路、第一块微处理器(CPU)至今,陕西省一直是我国重要的半导体集成电路领域的教育、科研与生产制造基地之一,诞生了我国半导体产业发展史上的许多第一。陕西半导体集成电路方面的国家重点研发机构5个,省部级重点实验室23个,省级工程(技术)研究中心21个,省级校企合作新型研发平台2个,省级制造业创新中心1个,详见图6。

与沿海新兴工业城市相比较,陕西半导体集成电路企业更贴近能源、现代农业、高端装备、新材料、航空航天和国防军工等工业领域的应用市场,更贴近行业研究和领域应用的大院大所,更贴近国家的重大急需,具有了解行业应用的便利性,具有企业和院所合作创新的独特优势。

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图6.陕西半导体集成电路科研平台(来源:参考资料6)

3.成本优势。随着三星、美光、华为、中兴等众多知名半导体集成电路企业来西安设立公司、分公司或研发中心,西安人才、科研、成本的优势凸显。近年西安及周边生态环境大大改善,“三河一山”绿色生态长廊新增城市绿道100多公里,绿地600多万平方米,城市及周边的河流遍布数十个湿地公园,水清草绿,空气清新,宜人宜居。西安饮食品种丰富,价格实惠。农副产品贴近原产地,新鲜便宜。最重要的是与一线城市相比,西安房价是当地月薪的1~2倍,而沿海一线城市房价是当地月薪的3~5倍。生活成本和经营成本较低是陕西招商引资和吸引人才的绝对优势。

4.合作优势。100多家芯片设计公司、8家晶圆制造企业、13家芯片封装测试企业、70多家半导体和芯片业的支撑企业、12所设立了半导体和微电子相关专业人才培养的高校和院所、20多家从事半导体和微电子技术研究的科研机构、28个国家重点研发机构和省部级重点实验室、24个省级工程(技术)研究中心和校企合作研发平台等,构成了陕西政产学研合作的主体,他们可依托陕西省半导体行业协会、陕西半导体先导技术中心、陕西省半导体应用产业联盟、陕西省半导体技术创新战略联盟、西安电子信息产业创新联盟、国家集成电路设计西安产业化基地、陕西光电子集成电路先导技术研究院、西安芯禾汇网络科技有限公司等公共服务平台,开展卓有成效的政产学研用合作。

四、西安发展芯片产业的一些思考

1.发展半导体集成电路产业既是国家重大急需,也是陕西省促进高科技产业的抓手。面对美国对我国芯片产业的打压和围堵,我国发展自主可控的半导体集成电路产业已成为国家战略,已成为近期国家重大急需。新中国成立以来,陕西高校、军工科研单位、“三线”单位为我国“两弹一星”工程、航空航天和国防事业、现代化工业体系建设做出了巨大贡献。在新时代,陕西要在发展自主可控的半导体集成电路产业的事业中永立潮头,再立新功。同时,也需要以半导体集成电路技术创新和产业发展来支撑和带动陕西新一代信息技术、智能汽车、航空航天、高端装备、新能源和新材料等战略性新兴产业发展。

2.发展半导体集成电路产业亟待加强政产学研合作,充分发挥西安人才、科研和成本优势。产学研合作是科学知识和科技成果应用于产业,并进行技术迭代升级的必由之路,是高科技产业发展的力量源泉。陕西发展半导体集成电路产业,首先要珍惜已有的人才、科研和成本优势,重视产学研合作。政府需要积极参与其中,积极创造有利条件,促进高校和科研院所走进企业,重视科研成果“最后1公里”的实用性开发、应用和完善;促进企业走进高校和科研院所,提出企业新需求、应用反馈和完善建议。要用实用化的技术成果、孵化出的科技创新企业、促进高科技产业不断壮大的具体数据来衡量产学研合作的成效。

3.大力加强科技创新载体建设,支撑政产学研合作,吸引和培育陕西高科技产业有生力量。目前,深圳因生活成本太高,吸引内地高校人才的能力正在减弱,正在花大力气、花大资金自建高校。陕西已有高校和人才培养的优势,需要在留住人才、吸引人才、吸引投资和吸引企业上下大工夫。建议一是大力加强创新载体建设,包括公共技术平台、众创空间、产业孵化基地、行业协会和产业联盟等。二是依托创新载体加强政产学研合作,促进中小民营高科技企业初创、孵化和发展,以人才、科研和成本优势,吸引海归和外地高科技人才来陕西创业发展。

深圳非常重视科技创新载体建设,重视依托科技创新载体来孵化和促进民营高科技企业发展。平时,这些中小民营高科技企业数量虽多,但对城市税收贡献并不大。但是,当高科技和新经济机遇到来时,其中的优秀企业就会抓住机遇,抢占发展先机,赢来爆发式成长。就会不断涌现像华为、中兴、比亚迪、腾讯、大疆、汇顶、江波龙等成长型科技企业龙头,推动城市高科技产业快速发展。与沿海一线城市相比,内地政府资金实力有限,建议把有限的资金优先投入到科技创新载体建设上来,并不断创新体制机制,营造适合高科技产业发展的环境,大力吸引海外人才、沿海人才、风险投资和高科技企业来陕西发展。

后记:深圳高科技产业发展史是广大中小民营科技企业充分利用灵活的体制机制,以应用市场为导向,以技术创新为动力,不断发展壮大的历史。笔者认为其他城市可以借鉴的经验有两条,一是政府要努力营造中小企业创新发展氛围,二是城市要培育和保有一定规模的中小民营科技企业集群。有了第一条就会有第二条,有了第二条就犹如有了一定规模的苗圃,其中一定会冒出茁壮成长的好苗子。机会是留给有准备的企业。当遇到高科技产业重****展机遇时,积蓄了实力的中小科技企业就会脱颖而出,就会不断涌现出许多成长型科技企业龙头。陕西半导体集成电路产业****展的希望在于,扬长避短,充分发挥人才、科研和成本优势,大力加强科技创新载体建设,大力加强政产学研用合作,大力营造中小科技企业创新发展的氛围,大力培育和壮大中小民营科技企业集群,未来的产业腾飞一定会早日到来。

参考资料:

1.郝跃院士,百度百科:https://baike.baidu.com/item/%E9%83%9D%E8%B7%83/6654015

2.三星西安项目,百度百科:https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%89%E6%98%9F%E8%A5%BF%E5%AE%89%E9%A1%B9%E7%9B%AE/16174299

3.西安晚报报料台,签了!三星70亿美元再投西安!相当于再造一个西安三星厂!,搜狐网:https://www.sohu.com/a/168620172_348961,2017.8.31

4.长安范儿,开工了!70亿美元,三星西安二期项目正式开建!,搜狐网:https://www.sohu.com/a/226629528_355339,2018.3.28

5.何晓宁,以第三代半导体为突破口,推动产业链协同发展,搜狐网:https://www.sohu.com/a/337502647_439726,2019.8.30

6. 陕西省半导体行业协会,2020年陕西半导体产业发展研究报告,2020.7.1

7.方雯,从数据看西安半导体产业发展,百度:https://baijiahao.baidu.com/s?id=1680669077863277521,2020.10.16

8. ICCAD年会,ICCAD 2020魏少军教授现场演讲内容官方发布!,腾讯网:https://mp.weixin.qq.com/s/BeFLZgQwNQPM43KkxHZ0dA, 2020.12.10

9.原点新闻,西安奕斯伟硅产业基地项目建设刷新我国建设大硅片制造项目的最快速度,西安网:http://o.xiancity.cn/system/2020/12/28/030808975.shtml,2020.12.28

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关键词: 芯片

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