广东省科学院半导体研究所
广东省科学院半导体研究所(以下简称:半导体所)是广东省科学院下属的正处级公益二类事业单位,主要从事半导体及集成电路产业重大共性技术和前沿核心技术研发。前身为2011年根据时任广东省委书记汪洋的指示成立的广东半导体照明产业技术研究院,2016年广东省属科研力量合并重组成立新的广东省科学院时,成为省科学院下属具独立法人资格的研究所,2021年省编办发文将有55年历史的广州半导体材料研究所并入半导体所,成为广东省唯一的省属成建制的半导体与集成电路领域的科研机构,是中国有色金属学会宽禁带半导体专业委员会依托单位,广东省半导体光源产业协会会长单位、广东省集成电路行业协会副会长单位。
近年来,半导体所在广东省科学院的正确领导和大力支持下,以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,坚持“四个面向”,围绕广东省委省政府赋予省科学院的“一个定位、三个目标”,以机制探索为主要抓手,谋布局、聚人才、建平台,沿着“国际视野、行业思维、平台支撑、产研结合”发展思路,形成并推进单位文化——登山文化建设,边建设边发展边贡献,2021年以来主要发展情况如下:
一、推动我国宽禁带半导体学术进步与行业发展
进入21世纪,以氮化镓、氮化铝等有色金属化合物为代表的我国宽禁带半导体科研及产业蓬勃发展,多个领域形成中国特色技术,产业规模达数千亿元。在中国科协、中国有色金属学会的大力支持和关心指导下,于2015年12月成立的中国有色金属学会宽禁带半导体专业委员会(以下简称“专委会”)成为我国第一个该领域的专业委员会。2021年以来,虽然收到疫情的影响,专委会认真学习贯彻党的各项方针政策,结合所面向的宽禁带半导体科技与产业的特点与发展趋势,以促进我国宽禁带半导体学术和产业发展为宗旨,通过组织全国性高水平学术会议等各项工作,为宽禁带半导体领域的专家、学者和企业家提供高效的交流互动平台,权威性和影响力得到业界的广泛认同,积极推动了我国宽禁带半导体学术研究、技术进步和行业发展。
(一)成功主办第四届全国宽禁带半导体学术会议,提升影响力
全国宽禁带半导体学术会议已成功举办四届,是我国宽禁带半导体领域最具影响力的学会会议之一。专委会作为主办方,着力在会议内容方面下功夫开展探索实践,比如在国内该领域专业会议中率先探索举办圆桌会议就细分领域的现状及发展深入讨论交流,邀请包括诺贝尔获得奖者在内的著名专家学者做学术报告并开展学术交流,评选高水平会议论文以更好促进青年人才成长,等等。2021年,第四届即便受疫情影响,现场参会代表仍超500人,开通线上直播的大会主题报告环节吸引了观看直播人次超过13000人,以上表明,专委会举办的全国宽禁带半导体学术会议已发展成为我国宽禁带半导体领域的品牌学术会议。
(二)积极促进两岸宽禁带半导体领域交流,并成为海峡两岸宽能隙半导体研讨会的主办方
在宽禁带半导体领域,近年来海峡两岸均取得长足发展,同时各自显现出特色和优势。其中,海峡两岸宽能隙半导体研讨会自2008年首届举办以来一直在促进两岸宽禁带半导体学术交流和协同创新方面发挥着积极作用,至今已成功举办八届,已成为两岸该领域交流合作的重要平台。专委会自第六届(2018年)积极参与该研讨会的组织工作,并从第七届(2020年)开始成为该研讨会大陆方的固定主办方。在2022年因疫情严重影响,与台湾方面商定第八届研讨会延期至2023年举办,今年9月圆满结束。会议从规模、内容上再上新台阶。专委会通过成为海峡两岸宽能隙半导体研讨会的主办方,打造形成了两岸宽禁带半导体领域可持续的交流合作平台和机制,将为“增进两岸密切联系、加强两岸学术交流切磋、推动两岸产业合作”持续贡献力量。
(三)不断加强自身团队建设,夯实人员队伍
近年来,宽禁带半导体领域发展迅速,为了充分发挥本领域智慧资源优势,吸收更多本领域的优秀代表,2021年专委会副主任委员罗毅入选中国工程院院士。目前专委会已由成立之初的16位院士领衔扩增至23位,同时新增了多位国家杰青、长江学者等国家及人才,汇聚了更多本领域的智慧资源,专委会代表的广泛性得到了持续加强。
二、半导体所自身取得显著发展,向产业持续输出“有用的技术”和“高性价比服务”的能力逐渐形成
(一)建设了一支高水平的产业化技术研发团队
半导体所紧密围绕“四个面向”,以全球视野高标准汇聚了一支有一定规模、结构合理的高水平团队,从2020年底的约130人发展到当前队伍规模约200人,整体兼具学术水平和产业化技术研发经验,包括俄罗斯工程院外籍院士1人、国家特聘专家3名、国务院特殊津贴专家1名,省部级以上人才逾10名,核心成员均为来自脸书、英特尔等企业的资深科学家,博士约占研究人员的50%。
(二)形成了面向产业发展需要的学科布局
半导体所面向广东省半导体及集成电路行业发展需求,紧密结合国内外相关 行业格局和发展趋势,建有贯穿半导体及集成电路全链条要素的研发支撑体系,目前在芯片设计(由俄罗斯工程院外籍院士庄巍教授领衔)、第三代半导体(中国有色金属学会宽禁带半导体专业委员会依托单位)、异构集成先进封装(由扇出封装技术原创发明人之一的胡川研究员领衔)三大方向已初步形成特色或优势,同时在关键核心零部件(比如电子束装备)、创新应用等方向也有了较好的布局,并在持续推进与完善之中。
(三)建设高端枢纽平台
半导体所以半导体及集成电路领域创新驱动发展的枢纽型高端平台为目标,开展平台建设,拥有“芯片设计—材料生长—器件工艺—封装测试—创新应用”全链条要素的半导体研发线,设备总价值近1.2亿元,可支撑氮化物半导体全产业链的技术开发与中试验证,同时具备集成电路设计、封测多点支撑能力,是国内少数拥有完整半导体工艺链的研究平台之一,面向半导体及集成电路全产业体系提供技术开发与技术服务支撑。承担的“基于异构集成技术的新一代半导体及集成电路综合研发平台”、“广东省异构集成电路工程研究中心”纳入广东省十四五重点项目,规划的粤港澳大湾区异构集成国际创新中心得到国家发改委的关注与支持。
(四)技术创新能力和科研产出质与量双双提升
半导体所坚持“四个面向”,以机制探索为抓手,积极融入我国相关行业产学研深度融合技术创新体系的构建中,形成了面向产业持续供给高水平科研成果和高质量技术服务的能力。
在纵向项目方面,重大项目承担能力显著提升。2021年以来,新增国家级、省部级与市区级项目共44项,其中包括国家重点研发计划4项(课题承担单位2项),国家自然科学基金8项,2021年纵向经费到款比2020年增加78%。
在技术研发方面,一批高水平成果产生了广泛的国际影响力。基于第三代半导体的材料——氮化铝晶圆被诺贝尔奖获得者中村修二评价为国际前三;设计的数字与模拟芯片已为多家企业开发出产品并实现大规模销售;滤波器、功率器件与超算等先进封装模块实现了相关产品的国产化替代,性能与国外龙头企业相当,成本显著降低。2021年以来共申请专利149件(海外专利25件,发明专利121件),共授权专利99件(授权发明专利94件,授权美国专利1件)。
在技术服务方面,广泛服务支撑既有产业高质量发展和带动新兴产业集聚。与华为、粤芯、比亚迪、TCL数十家行业龙头企业和知名高校开展实质合作(仅华为就有5家子公司/分公司是半导体所客户),每年为数百家中小微企业提供技术服务逾万次,服务区域涵盖全国近30个省市区,并延伸至美、日、澳等,服务型资产年收入率达30%,在全国同类平台中居前列,获评为“广州技术市场30强科研院所”,较充分显现了创新驱动发展的枢纽型高端平台功能。
在成果转化方面,初步打通了技术开发——成果转化的有效路径。通过技术入股、技术授权、技术转让等方式合计将16件专利实现了成果转化,其中技术入股3家公司,技术转让1家公司,技术授权7家公司。
在科技智库方面,积极发挥科技高端智库作用,为政府决策提供专业支持。2021年庄巍院士参加5月18日国务院副总理刘鹤在广州召开的院士制度改革调研座谈会并发言。在广东省“十四五”科技发展规划、发展集成电路产业、基础科学研究等多个方面向省委省政府建言献策,并获得主要领导专门批示。
三、对有色金属行业发展的建议
半导体与集成电路产业(包括显示、新能源等泛半导体产业)是有色金属的重要应用领域。仅仅基于氮化镓的LED产业,其年产值即超过了6000亿人民币。目前氮化镓、氮化铝、氧化镓等宽禁带和超宽禁带半导体在5G以上微波射频通信、国家“双碳”能源战略等重大领域应用飞速发展,发展前景不逊色于LED产业。此外半导体产业中的需要用到大量的电子辅材,如金属靶材、干湿化学品等都是有色金属的用武之地,在国家高度重视产业链安全可靠的环境下,通过这些关键原材料的进口替代带动有色金属产业的转型升级是一条可行之路。建议将有色金属在半导体产业中的应用技术研发与产业化作为有色金属行业的发展方向。