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莞企成第三代半导体产业化先行者
字体大小: 发布日期:2019-02-18 14:49 来源: [打印页面]    [关闭页面]

■东莞市中镓半导体科技有限公司氮化镓半导体衬底材料生产车间 受访企业供图

记者日前从东莞市中镓半导体科技有限公司(以下简称“中镓”)了解到,该公司参与研发的“氮化物半导体大失配异质外延技术项目”获得了2018年度国家技术发明奖,该项目研究并产业化的氮化物半导体材料属于第三代半导体,而中镓正是国内第三代半导体技术和产业化的先行者。

“公司实现了氮化镓半导体的产业化技术开发及规模化生产。”中镓董事长张国义介绍,中镓是国内首家专业生产氮化镓衬底材料及半导体设备的生产基地,填补了我国氮化镓半导体单晶衬底行业的空白,使我市在LED产业链与电子功率器件等细分领域形成了独具特色的产业技术。

建成国内首条专业的氮化镓衬底材料生产线

在一个足有一人高的研磨抛数控机床上,一只机械手夹着一块4英寸圆形氮化镓单晶衬底翻转着。在经过研、磨、抛等多道工序加工后,这样的一片片氮化镓单晶衬底就被制作出来了……这就是中镓氮化镓衬底材料生产线。

张国义介绍,氮化镓单晶体,可制成高效紫外、蓝、绿光发光二极管和激光器,并可加上荧光粉封装成白光LED,替代人类沿用至今的照明系统。人们目前为止还没有发现有天然氮化镓晶体材料存在,它必须在实验室才能获得,但长期以来由于氮化镓单晶制备特别困难,一直也未取得大规模产业化应用。

“早在1992年,我们在北京大学就已经开始进行氮化镓材料的研究了。”张国义回忆,2009年,他从北京来到东莞创立中镓。当时的中镓厂房还没有建好,带着对光电科技成果转化的一腔热情,他带着自己的团队成员留了下来。事实上,2009年落户东莞的中镓半导体,是当时我国唯一一家从事LED上游衬底生产的企业,其氮化镓衬底产品属于第三代半导体产业链源头的关键材料。中镓半导体总部位于企石,张国义和“队友们”当时还得到了当地政府的“特殊照顾”。

功夫不负有心人,在科研团队的拼搏下,中镓先后建成了国内第一条氮化镓衬底材料生产线和图形化蓝宝石衬底材料生产线。随后,以图形衬底技术成立了中图,专注生产PSS衬底,成为全球PSS衬底规模化生产最大的企业。“目前,公司已建成国内首家专业的氮化镓衬底材料生产线,制备出厚度达1100微米的氮化镓自支撑衬底,并能够稳定生产。”张国义说。

抢先布局国际前沿技术半导体细分市场

经过10年的专利技术积累以及产品布局,中镓在半导体衬底材料核心装备技术、材料生长技术、性能指标、微型LED显示技术等方面取得了一系列重大成果。“中镓具有自主知识产权,自行研发的规模化生产的设备是国际最高产能设备的2倍,国内的3倍。”张国义称,近三年公司营收连续翻番,并实现大规模出口。

对于未来市场,张国义立志做一个先吃螃蟹者。“中镓未来将致力于衬底、0.5微米LED、激光裸眼3D显示、5G射频功率器件等技术的研发和产业化。”张国义表示,在激光器3D显示方面,高质量、低成本氮化镓单晶衬底是中镓的独有优势,公司将在激光器材料生产、器件制备、激光器封装模组等方面进行产业化方向发展,这需要进一步加强与北京大学和北京大学东莞光电研究院的合作,并围绕本领域的龙头企业进行上下游产业链整合,进行全球产业布局。

“目前,中镓的氮化镓单晶衬底、微型LED芯片已具备规模量产基础,拟通过中晶半导体公司加速微型LED产业化进程,即以氮化镓复合衬底为基础,全力发展微型LED外延、芯片技术,并向新型显示模组方向发展,配合国际合作大厂在显示行业发展的技术需求,快速拓展并形成未来5年公司的第一大主业。”张国义信心十足地说。

名词解释

氮化镓 分子式GaN,英文名称Gallium nitride,是氮和镓的化合物,是一种直接能隙(direct bandgap)的半导体,自1990年起常用在发光二极管中。此化合物结构类似纤锌矿,硬度很高。氮化镓的能隙很宽,为3.4电子伏特,可以用在高功率、高速的光电元件中,例如氮化镓可以用在紫光的激光二极管,可以在不使用非线性半导体泵浦固体激光器(Diode-pumped solid-state laser)的条件下,产生紫光(405nm)激光。

来源:东莞时间网

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