半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)被譽(yù)為信息產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠，是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心，是支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。近日，知名電子科技媒體電子發(fā)燒友網(wǎng)推出《2022全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)展望》專題，專訪廣電計量元器件篩選與失效分析中心總監(jiān)陸裕東博士，對2022年半導(dǎo)體市場進(jìn)行分析與展望，并對廣電計量以技術(shù)之力為國產(chǎn)集成電路保駕護(hù)航給予了詳細(xì)報道。

廣電計量陸裕東：看好第三代半導(dǎo)體，未來5年將是發(fā)展的關(guān)鍵期

廣州廣電計量檢測股份有限公司·元器件篩選與失效分析中心總監(jiān)陸裕東博士

廣電計量作為一家全國布局、綜合性的國有第三方計量檢測機(jī)構(gòu)，積極圍繞國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)布局，構(gòu)建配套服務(wù)能力。半導(dǎo)體檢測業(yè)務(wù)是廣電計量重要業(yè)務(wù)板塊，經(jīng)過持續(xù)多年的技術(shù)能力布局和人才隊伍建設(shè)，目前，廣電計量在廣州、上海、成都等地分別建立了元器件篩選及失效分析實驗室，累計投入300多套高端檢測分析設(shè)備，形成以博士、專家為核心的人才隊伍，為裝備制造、汽車、電力電子與新能源、5G通信、光電器件與傳感器、軌道交通與材料等領(lǐng)域提供專業(yè)的車規(guī)元器件認(rèn)證、IGBT及功率半導(dǎo)體壽命提升、集成電路失效分析、元器件量產(chǎn)測試、半導(dǎo)體材料分析等服務(wù)，是目前國內(nèi)具備一定品牌影響度和行業(yè)知名度的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)檢測服務(wù)平臺，為累計超過2000家相關(guān)半導(dǎo)體企業(yè)提供從原材料到應(yīng)用全鏈條的一站式服務(wù)，所涉及的專業(yè)方向包括可靠性試驗、質(zhì)量評價、產(chǎn)品認(rèn)證、壽命評估、失效分析等。

第三代半導(dǎo)體市場競爭不斷提升

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)被譽(yù)為信息產(chǎn)業(yè)皇冠上的明珠，是信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心，是支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。中國已經(jīng)連續(xù)多年成為全球最大的半導(dǎo)體消費市場。

隨著國內(nèi)5G通信、新能源汽車、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、光伏等行業(yè)的快速發(fā)展，以及“碳達(dá)峰、碳中和”綠色低碳戰(zhàn)略不斷推進(jìn)，第三代半導(dǎo)體市場應(yīng)用已逐步開啟，整體競爭力也不斷提升。

CASA（第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟） Research數(shù)據(jù)顯示，2020年，我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體總產(chǎn)值約7100億元，其中，碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）電力電子產(chǎn)值44.7億元，同比增長54%；GaN微波射頻產(chǎn)值達(dá)60.8億元，同比增長80.3%。另據(jù)CASA Research不完全統(tǒng)計，國內(nèi)從事第三代半導(dǎo)體電力電子和微波射頻的企業(yè)在2018年不足100家， 截至2020年底，該領(lǐng)域有超過170家企業(yè)，基本形成完整的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)。

盡管當(dāng)前國內(nèi)第三代半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)規(guī)模和市場份額還較小，但是增長空間巨大，極具應(yīng)用潛力，政策也在加碼扶持。今年發(fā)布的《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》將“集成電路先進(jìn)工藝和絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）等特色工藝突破”、“碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體發(fā)展”寫入了“科技前沿領(lǐng)域攻關(guān)”部分。

近兩年，我們的第三代半導(dǎo)體技術(shù)服務(wù)訂單也呈現(xiàn)爆發(fā)式增長，尤以光電子和電力電子應(yīng)用領(lǐng)域最為明顯，涉及到照明/顯示、紫外消毒、新能源車、電網(wǎng)、充電樁、軌道交通、消費電子等行業(yè)，助力第三代半導(dǎo)體企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量。我們認(rèn)為，由于國內(nèi)新能源汽車、軌交、電網(wǎng)等領(lǐng)域所需的功率器件較為依賴進(jìn)口，存在超長貨期等風(fēng)險，因此可大力發(fā)展電力電子用碳化硅（SiC）；國內(nèi)5G技術(shù)走在世界前沿，可大力發(fā)展微波射頻用氮化鎵（GaN）。

可靠性解決方案對于第三代半導(dǎo)體至關(guān)重要

2020年下半年以來，芯片短缺問題一直困擾著市場，短期內(nèi)芯片或還將處于供應(yīng)偏緊狀態(tài)。無論供需情況如何變化，市場內(nèi)對于半導(dǎo)體產(chǎn)品高品質(zhì)的需求一直存在。比如，第三代半導(dǎo)體及器件為新材料、新器件、新技術(shù)，缺乏長期、大規(guī)模應(yīng)用的歷史數(shù)據(jù)來證明其質(zhì)量與可靠性已具備使用條件，因此，可靠性解決方案對于第三代半導(dǎo)體至關(guān)重要。

又如汽車行業(yè)為例，雖然目前國內(nèi)出現(xiàn)了很多新的元器件廠商，但真正能獲得主機(jī)廠信任、成功裝車的國內(nèi)元器件仍然屈指可數(shù)。其背后的原因就在于車規(guī)電子對可靠性要求極高，芯片廠家需要長時間的技術(shù)積累，而國產(chǎn)新晉元器件供應(yīng)商沒有足夠的驗證數(shù)據(jù)來證明其可靠性，難以得到汽車廠商的信任。因此，即使是在“缺芯”的背景下，車廠仍然對國產(chǎn)芯片持謹(jǐn)慎觀望態(tài)度。在此背景下，提升車用電子元器件可靠性，獲得車廠的信任，成為各大芯片廠家突破市場的重中之重。

廣電計量元器件篩選與失效分析實驗室

廣電計量在半導(dǎo)體產(chǎn)品質(zhì)量管控上擁有多年技術(shù)積累和項目經(jīng)驗，形成了全壽命周期可靠性設(shè)計、分析、評估及試驗技術(shù)服務(wù)，提供半導(dǎo)體可靠性驗證與評價解決方案。

在元器件篩選與國產(chǎn)化驗證方面，公司構(gòu)建了先進(jìn)的國產(chǎn)化電子元器件的可靠性篩選及量產(chǎn)測試技術(shù)能力。元器件篩選是提升電子裝備可靠性的關(guān)鍵手段，廣電計量提供電子元器件測試、評估、質(zhì)量保證的成套方案，幫助企業(yè)及時發(fā)現(xiàn)和剔除有缺陷易發(fā)生早期失效的元器件，提高電?元器件的使?可靠性，保障和支撐電子裝備可靠性提升。在半導(dǎo)體集成電路國產(chǎn)化、小型化、高集成、高性能要求的趨勢下，半導(dǎo)體行業(yè)引?了大量新材料、新工藝和新的器件結(jié)構(gòu)，容易導(dǎo)致集成電路更高的缺陷密度，廣電計量提供超大規(guī)模集成電路動態(tài)老煉與測試技術(shù)服務(wù)，協(xié)助客戶保證及提高產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量的?致性。同時，我們還可為應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、通信、智能網(wǎng)聯(lián)的芯片和微波通訊生產(chǎn)企業(yè)提供高效、快速的原材料、元器件、PCB等半導(dǎo)體分立器件的微觀結(jié)構(gòu)、材料成分、電性能綜合測試及破壞性物理分析、失效分析根因等技術(shù)咨詢、測試及分析評價服務(wù)。

在IGBT及第三代半導(dǎo)體器件質(zhì)量提升工程方面，廣電計量擅長功率器件的可靠性驗證和失效分析。針對這些器件在應(yīng)用時功率密度大、且應(yīng)用場景復(fù)雜導(dǎo)致的器件可靠性問題，廣電計量可為5G通信、軌道交通、電動汽車、智能電網(wǎng)、家用電器等領(lǐng)域的IGBT和以氮化鎵（GaN）、碳化硅（SiC）為代表的第三代半導(dǎo)體器件提供可靠性驗證服務(wù)，并對產(chǎn)品的設(shè)計和工藝改進(jìn)提供分析和建議。

廣電計量元器件篩選與失效分析實驗室

在車規(guī)級芯片及元器件AEC-Q認(rèn)證方面，AEC-Q（Automotive Electronics Council-Qualification）作為國際通用的車規(guī)級電子元器件測試規(guī)范，目前已成為車用元器件質(zhì)量與可靠性的標(biāo)志。為了保證元器件質(zhì)量與可靠性，汽車廠和零部件供應(yīng)商通常會要求電子元器件生產(chǎn)商通過完整的AEC-Q認(rèn)證。廣電計量作為已完成AEC-Q100（針對集成電路）、AEC-Q101（針對分立半導(dǎo)體器件）、AEC-Q102（針對分立光電子器件）、AEC-Q104（針對多芯片組件）、AEC-Q200（針對無源元件）完整驗證報告的第三方機(jī)構(gòu)，具備豐富的驗證經(jīng)驗和完整的試驗?zāi)芰?，并可對AEC-Q驗證過程的失效品展開分析，幫助企業(yè)根據(jù)失效機(jī)理指導(dǎo)產(chǎn)品改進(jìn)升級。自開展車規(guī)驗證以來，廣電計量充分發(fā)揮汽車工業(yè)供應(yīng)鏈串聯(lián)優(yōu)勢，累計完成近200個型號的車規(guī)電子元器件驗證試驗。

廣電計量擁有30多名博士，400多名碩士，并設(shè)有技術(shù)研究院，牽頭承擔(dān)了工信部“面向集成電路、芯片產(chǎn)業(yè)的公共服務(wù)平臺建設(shè)項目”，該項目將圍繞關(guān)鍵實施目標(biāo)，開展集成電路應(yīng)用驗證平臺建設(shè)，推動芯片在重點行業(yè)領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用，建立覆蓋醫(yī)療器械、手機(jī)、新能源汽車等領(lǐng)域的芯片測評認(rèn)證體系，建立芯片測試參數(shù)數(shù)據(jù)庫和芯片應(yīng)用信息數(shù)據(jù)庫，為行業(yè)企業(yè)提供綜合服務(wù)，推進(jìn)知識產(chǎn)權(quán)申請，以解決國產(chǎn)集成電路“不敢用、不會用、不想用”的難題，為國產(chǎn)集成電路保駕護(hù)航。

芯片短缺的情況預(yù)計兩年左右趨于平穩(wěn)

國內(nèi)新建上游晶圓廠雖然很多，但產(chǎn)能短時間內(nèi)還不能釋放，加之前期芯片短缺嚴(yán)重，芯片缺口市場依然存在，短期來看不會在2022年出現(xiàn)供過于求的情況。如果國內(nèi)外疫情形式不出現(xiàn)大的波動，供應(yīng)緊張的部分，預(yù)計在明年會有所緩和，預(yù)計2年左右會趨于平穩(wěn)。并且目前從廣電計量作為第三方檢測機(jī)構(gòu)接觸到的市場信息情況顯示，電子元器件“假冒翻新檢查”、“DPA（破壞性物理分析）質(zhì)量檢查”項目在21年下半年的檢測需求也是一直呈現(xiàn)需求爆發(fā)增長的情況，這也間接體現(xiàn)出芯片、元器件整個供應(yīng)鏈?zhǔn)袌龆继幱诠┴浘o張的狀態(tài)。

展望

第三代半導(dǎo)體應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，我們認(rèn)為，未來5年將是第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵期，全壽命周期解決方案是提高半導(dǎo)體器件質(zhì)量與可靠性的重要保障。

廣電計量不僅是檢測試驗服務(wù)供應(yīng)商，更是科研與咨詢服務(wù)提供商，作為國有檢測機(jī)構(gòu)，我們將在國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中秉承國企擔(dān)當(dāng)，為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提供產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性的檢測服務(wù)、檢測技術(shù)研究、科研咨詢等專業(yè)技術(shù)服務(wù)。