過去，由于功率半導體在中國起步較晚，在核心技術上較國外有較大差距，在關鍵技術上國外設置壁壘，在關鍵制造設備及原材料上，同樣依賴進口。也因此，多年來，國產(chǎn)功率半導體器件幾乎處于全產(chǎn)業(yè)鏈落后的被動局面，導致市場供需嚴重不匹配。

 

在過去的多年發(fā)展中，突破技術難關，提升產(chǎn)品質量，實現(xiàn)進口替代，一直是國產(chǎn)功率半導體行業(yè)發(fā)展方向。

 

早在1956年，在我國 “十二年” 科學技術發(fā)展遠景規(guī)劃中，半導體科學技術即被列為當時國家新技術四大緊急措施之一，此后的半個世紀中，在西方國家嚴格的技術封鎖情況下，中國半導體產(chǎn)業(yè)在諸多方面與國外仍有較大差距。

 

在一大批舍身忘我的半導體人和有擔當有責任的民族企業(yè)的努力下，從無到有，建立了相對完整的半導體工業(yè)體系，也是在他們不折不撓地奮斗下，國產(chǎn)功率半導體與國際一流技術水平差距在縮小，已經(jīng)逐漸打破國外大廠的壟斷。

 

成立于1965年的吉林華微電子股份有限公司（以下簡稱“華微電子”）正是這樣一家民族企業(yè)，經(jīng)過半個多世紀的耕耘和積累，華微電子培育了一批掌握功率半導體核心技術的專業(yè)技術人才，具備了從二三級管、可控硅、MOSFET到IGBT和IPM模塊的全系列功率器件產(chǎn)品，在大功率產(chǎn)品上完全可以替代進口品牌，部分產(chǎn)品性能已經(jīng)達到國際先進水平。為打破國際品牌在功率半導體領域的壟斷做出了貢獻。

 

 

功率半導體器件在電力電子行業(yè)有著非常廣泛的應用，是電子產(chǎn)品的基礎元器件之一，并且隨著技術快速發(fā)展，應用領域從傳統(tǒng)的工業(yè)領域正快速擴展至新能源、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、智能電網(wǎng)、自動機器人、軌道交通等新興市場。“可以說有用電的地方就離不開功率半導體。”

 

但由于功率半導體在國內(nèi)起步較晚，在核心技術上較國外有較大差距，在關鍵技術上國外設置壁壘，在關鍵制造設備及原材料上，同樣依賴進口。華微電子認為，這些因素是導致國內(nèi)半導體發(fā)展落后的原因。因此，在過去的發(fā)展中，國產(chǎn)功率半導體器件幾乎處于全產(chǎn)業(yè)鏈落后的被動局面，導致市場供需嚴重不匹配。

 

從供給端來看，全球功率半導體的主要產(chǎn)地集中在歐美日，廠家擁有先進的技術和良好的生產(chǎn)條件，是中大功率IGBT和中高壓MOSFET的主要制造商，占據(jù)全球功率半導體70%的市場份額。而中國廠商以二極管、中低壓MOSFET、中小功率IGBT、晶閘管等中低端功率半導體產(chǎn)品為主，占據(jù)全球10%的市場份額。

 

從需求端來看，中國是全球最大的功率半導體消費國。中國功率半導體市場空間占全球比例為49%，居第一位。歐洲居第二位，占比18%，美國占比8%，日本占比6%，其他地區(qū)占比19%。

 

事實上，受資金及技術水平等方面的限制，絕大多數(shù)廠商只在二極管、三極管、晶閘管、平面MOSFET器件等相對低端器件的生產(chǎn)工藝方面較為成熟。對于IGBT等高端功率半導體器件，國內(nèi)只有極少數(shù)廠商擁有生產(chǎn)和封裝能力，國內(nèi)銷售的高端功率半導體器件產(chǎn)品仍然被美國、歐洲、日本等廠商所主導，在高端功率半導體領域尚未形成規(guī)模效應與集群效應，國際廠商仍占據(jù)我國高附加值功率半導體市場的絕對優(yōu)勢地位。

 

 

國產(chǎn)功率半導體第一次受國家層面的重視在1956年，這一年，黨的八大提出了以經(jīng)濟建設為主的發(fā)展路線，提出“向科學進軍”的號召，并結合當時世界科技發(fā)展的趨勢，制定了為期12年的《1956—1967年科學技術發(fā)展遠景規(guī)劃》，在該規(guī)劃中，根據(jù)國外發(fā)展電子器件的進程，提出了中國也要研究半導體科學，并把半導體技術列為國家四大緊急措施之一。

 

在“向科學進軍”的號召下，中國的知識分子、技術人員在外界封鎖的環(huán)境下，在海外回國的一批半導體學者帶領下，憑借知識和實驗室發(fā)展到實驗性工廠和生產(chǎn)性工廠，開始建立起自己的半導體行業(yè)。

 

在這樣的背景下，1965年9月，華微電子的前身吉林市半導體廠應運而生，1965年12月24日，經(jīng)過八天九夜連續(xù)奮戰(zhàn)，28位創(chuàng)業(yè)者在職工浴池里鋪成的生產(chǎn)線上，試制成功第一批硅整流二極管，填補了吉林省晶體管生產(chǎn)的空白。被稱作“澡堂子里鬧革命，雞窩里飛出金鳳凰”。

 

在“六五”“七五”“八五”期間，華微電子先后實施了三期技術改造，從美國、日本、瑞士等七國先后引進了具20世紀90年代初國際先進水平的關鍵工藝裝備，是當時國際上制造高反壓大功率晶體管芯片普遍采用的工藝設備。

 

現(xiàn)如今，華微電子產(chǎn)品已經(jīng)覆蓋功率半導體全部產(chǎn)品類別，已經(jīng)形成IGBT 、MOSFET、SBD、FRD、SCR、BJT、IPM、LED IC等八大系列產(chǎn)品。其中IGBT產(chǎn)品采用Trench-FS國際主流結構，覆蓋360V～1350V，最高電流達到800A，應用在新能源逆變控制、變頻家電、IH等領域；MOSFET具備高壓平面、超結MOS、CCT等工藝平臺；SBD有多種勢壘結構，具備平面、Trench產(chǎn)品技術平臺；SCR電壓為400V～1600V，涵蓋一、三、四象限可控硅，具備單臺面、雙臺面和平面產(chǎn)品技術平臺；其他產(chǎn)品也各具特點，皆為行業(yè)內(nèi)的高品質產(chǎn)品。

 

 

記者了解到，早在20世紀60年代初，國家就在東北三省布局建設了以遼晶、哈晶為代表的十多家半導體廠，但時至今日，只有華微電子生存下來，并逐步發(fā)展壯大，成為我國東北地區(qū)碩果僅存的整建制半導體企業(yè)。

 

華微電子認為，產(chǎn)品創(chuàng)新、技術進步是發(fā)展的動力。華微電子一直重視研發(fā)和技術人才的培養(yǎng)，是國家級企業(yè)技術中心，國家創(chuàng)新型企業(yè)、國家博士后科研工作站，公司每年對試驗室進行可持續(xù)性投入，以提升自主創(chuàng)新能力建設。

 

2013年以來，華微電子的研發(fā)支出不斷上升，研發(fā)支出總額占營業(yè)收入的6%左右，研發(fā)人員在600人以上，多的時候達到了754人，研發(fā)人員數(shù)量占比始終保持在30%以上。

 

據(jù)相關人士介紹，華微電子技術中心建有專門的實驗室， EDA器件工藝仿真實驗室，應用實驗室、失效分析實驗室、可靠性實驗室、大功率實驗室、計量實驗室。其中，失效分析實驗室和計量實驗室獲得CNAS認證。

 

近年來，華微電子通過積極引進先進技術與標準，廣泛開展產(chǎn)學研等技術交流與合作，建立了技術研發(fā)與技術標準相結合的管理機制，注重先進技術的運用、消化和吸收，并逐步在FRD、IGBT、SBD VDMOS等產(chǎn)品開發(fā)中推廣運用，公司的技術實力也得到了顯著提高，其中1350V Trench IGBT 項目，成功攻克深槽刻蝕與填充、高均勻性多晶回刻與刻蝕工藝、Ti/Tin淀積與RTP退火工藝等難題，Trench IGBT工藝平臺的開發(fā)成功，使得華微電子在功率器件研制開發(fā)方面更為全面，將進一步促進國內(nèi)新型電力電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高節(jié)能減排關鍵部件的國產(chǎn)化水平及權重。

 

此外，在新能源汽車雙面散熱模塊，華微電子實現(xiàn)功率模塊雙面散熱超薄結構，縮小模塊體積，提高模塊功率密度和效率，降低功率損耗，適應未來電控系統(tǒng)輕量化要求，產(chǎn)品技術將達到同等國際標桿水平。同時，公司開發(fā)高壓3300V～4500V 的IGBT和FRD產(chǎn)品，實現(xiàn)超高壓大功率器件的國產(chǎn)化。

 

2006年7月，華微電子被全國博士后管委會辦公室確認為新設站。創(chuàng)建中國博士后科研工作站后，華微電子引進博士后專家，研發(fā)多種襯底結構肖特基產(chǎn)品，在光伏、電源等領域推廣；創(chuàng)建仿真試驗室，實現(xiàn)結構設計仿真、工藝仿真，提高研發(fā)效率。

 

“公司目前共有專利百余項，廣泛應用于各系列產(chǎn)品設計開發(fā)及生產(chǎn)中，產(chǎn)品的部分性能已經(jīng)優(yōu)于國外公司的同類產(chǎn)品，達到了國內(nèi)領先水平。”華微電子相關人士表示。