1.全球晶圆厂设备支出持续攀升,明年大陆支出将超台湾;
2.华润微:大陆半导体业面临国际整合受限等三大挑战;
3.华力CEO雷海波:做强中国半导体有三大难题;
4.合肥研究院在银纳米线透明导电薄膜研究方面取得系列进展;
5.上海硅酸盐所设计能检测痕量生物染料分子新型半导体材料
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1.全球晶圆厂设备支出持续攀升,明年大陆支出将超台湾;
集微网消息,随着如大陆与韩国等地持续对晶圆厂设备进行投资,预计全球晶圆厂设备支出将会出现自1990年代中期以来,首次连续3年(2016~2018年)成长荣景。此外,2018年大陆地区支出将会超越台湾,成为仅次于韩国的全球第二大市场。
根据国际半导体设备材料产业协会(SEMI)最新预估,2016~2018年全球晶圆设备支出将会分别年增11%、15%与8%。2017年全球支出将达462亿美元,2018年则会成长到498亿美元。
此外,预计将在2017年进行安装的282处晶圆设备中,有11处设备支出会超过10亿美元,而在2018年计划安装的270处设备中,也有12处设备支出会超过10亿美元。
资料显示,各地晶圆设备支出主要是用在于制造3D NAND与DRAM存储器、微处理器(MPU),以及晶圆代工等设备上。其他如LED和功率元件等离散(Discrete)半导体、逻辑芯片、微机电(MEMS)与射频(RF)芯片,以及模拟/混合信号芯片等生产设备上的投资,也会增加。
就区域而言,预计2017年大陆地区支出将为67亿美元(48处晶圆设施),低于韩国的121亿美元,以及台湾的107亿美元,为全球第三大晶圆设备市场。不过,随着2018年大陆各地晶圆厂新建或扩厂计划陆续完工,预计当年大陆晶圆设备支出将会大幅扬升,达到100亿美元(49处晶圆设施)。超越当年台湾的95亿美元,成为仅次于韩国128亿美元的第二大市场。
其他如欧洲与中东,以及韩国地区,2017年晶圆设备支出将会分别年增47%与45%。日本与美洲地区支出也会年增28%与21%。
2.华润微:大陆半导体业面临国际整合受限等三大挑战;
中国半导体行业协会副理事长、华润微电子常务副董事长陈南翔今(23)日于“2017中国半导体市场年会暨第六届集成电路产业创新大会”表示,中国大陆半导体面临整体实力不足、资本未能有效利用、国际整合受限等三大挑战。
陈南翔指出,具体来看,在整体实力不足方面,表现在晶圆制造技术落后于世界领先水准达2代以上;积体电路设计业规模占全球的比例不足8%;以及集成电路产业的结构仍有待优化,缺乏有规模的IDM企业。在资本未能有效利用方面,则体现在固定资产投入虽有增加但带来显著的投资分散问题;此外,国际整合受限则表现在参与全球产业资源配置与整合时屡屡受到限制。
陈南翔也指出,另据资料显示,2015年至2016年全球近2,000亿美元的产业整合中,中国大陆企业和中国产业资本参与并购的专案金额不足6%,且市场化的国家集成电路产业投资基金规模与作用亦受到国际媒体扭曲。
3.华力CEO雷海波:做强中国半导体有三大难题;
中国证券网讯(记者 李兴彩)在23日于南京开幕的2017中国半导体市场年会暨第六届集成电路产业创新大会上,华力微电子CEO雷海波表示,做强中国半导体面临研发投入严重不足、人才储备、国际合作三大难题。
具体说,中国半导体研发投入严重不足,中科院微电子所所长魏少军将投入规模形容为“国外公司统计的误差范围内”。对此,雷海波呼吁国家专项持续、更高强度地支持研发;资本、股东规划投资新FAB时,预留一定力度比例的资金,专门用于研发下几代技术。
雷海波认为人才是产业发展的根本,政府和企业应该制定吸引世界级人才的政策,并更加重视本土人才的培养。半导体是一个国际性的产业,不可能完全闭门造车,雷海波在演讲者认为中国接下来应该主导国际合作,秉持开放、合作的心态,凭借中国的市场力量和国际地位,整合全球技术和市场资源。
华力微电子是华虹集团子公司,2015年11月与联发科合作的首颗28nm通信芯片开始试流片,投资额387亿元的华力二期于2016年12月破土动工。此外,华虹集团旗下有A股上市公司华虹计通(18.130, -0.23, -1.25%)、港股公司华虹宏力。
4.合肥研究院在银纳米线透明导电薄膜研究方面取得系列进展;
近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所微纳技术与器件研究室研究员叶长辉团队在高品质银纳米线透明导电薄膜研究方面取得系列进展,相关结果分别发表在ACS Appl. Mater. Interfaces、J. Mater. Chem. C (该文章被选为J. Mater. Chem. C 杂志的封面论文和2017热点论文)、CrystEngComm上,并申请了国家发明专利两项。
银纳米线透明导电薄膜兼具优异的导电性、可见光透过性和柔韧性,已经成为传统透明导电薄膜材料氧化铟锡(ITO)的有力竞争者,有望在柔性电子器件中逐渐替代ITO材料。然而,目前限制银纳米线透明导电薄膜实际应用的瓶颈问题不是其导电性差和可见光透过率低,而是方块电阻的均匀性差和雾度大,而解决这两个问题的关键在于能否得到性能优异、稳定的涂布液。目前,国际上相关领域的研究主要集中于提高薄膜的导电性和可见光透过率,而对薄膜方块电阻的均匀性以及雾度过大的问题关注的并不多,特别是针对涂布液性能的研究报道非常少,严重制约了银纳米线在主流电子产品中的规模化应用。
叶长辉团队针对方块电阻的均匀性差和雾度大两个问题开展了深入研究,取得了系列进展。研究人员首先提出采用抑制二次成核的新方法,获得了含颗粒较少的超细(直径1500)的银纳米线(CrystEngComm. 2017, 19, 148-153);进而通过胶体稳定性理论,设计了尺寸筛分方法,获得了尺寸分布窄、纯度高的银纳米线(J. Mater. Chem. C 2017, 5, 2240-2246);通过对银纳米线进行表面化学修饰,获得了可长期稳定分布于溶剂中(可存储半年以上)的高浓度(浓度为5mg/ml)银纳米线涂布液(RSC Adv. 2017, 7, 1926-1942);并通过分析薄膜涂布中的传质和传热过程,提出了动态红外加热方法,最终获得方块电阻均匀(电阻不均匀性小于5%)、雾度低(雾度小于0.8%)的高品质银纳米线透明导电薄膜(可见光透过率>91%,方块电阻
以上研究得到了国家自然科学基金和企业合作研发项目的资助。
图1 银纳米线及透明导电薄膜光、电、均匀性及应用实例
图2 高品质银纳米线透明导电薄膜(论文封面图)中国科学院网站
5.上海硅酸盐所设计能检测痕量生物染料分子新型半导体材料
3月15日,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员杨勇、黄政仁、刘建军等完成的研究论文Niobium pentoxide: a promising surface-enhanced Raman scattering active semiconductor substrate 在研究所与自然出版集团合作创办的npj Computational Materials英文刊上发表(npj Computational Materials, 3:11 (2017))。他们报道了一种能检测痕量生物染料分子的新型半导体材料。
粗糙衬底上的纳米尺寸效应能增加光场,利用这种增强的光学信号来检测特定分子的技术叫表面增强拉曼光谱(SERS)技术。但之前只有少数几种贵金属材料,如金、银等,才能将信号强度提高到实用水平。该论文作者发现Nb2O5可以显著增强生物医药领域染料分子的拉曼信号,高灵敏检测亚甲基蓝、甲基紫以及甲基蓝等染料分子。在633和780 nm光激发下,对亚甲基蓝染料检测时,其拉曼信号增强了107倍以上,可与具有“热点效应”的金属纳米结构相媲美,染料分子检测下限可达10-6mol/L,是目前发现的灵敏度最高的SERS半导体衬底材料。通过密度泛函理论和有限元计算表明,Nb2O5如此之高的SERS活性,可归因于光诱导电荷转移的化学增强机制和电磁场增强机制的协同作用。在分子Nb2O5体系中,Nb2O5和表面吸附的染料分子共同产生了新的分子最高占据轨道和最低未占据轨道,因此在长波长的激发光下,电子仍能够轻易跃迁。除此之外,电磁增强也为增强因子贡献了两个数量级。该研究表明,Nb2O5纳米粒子作为一种新型半导体SERS材料,有望取代贵金属在生物相关领域发挥巨大的应用潜力。
npj Computational Materials 英文刊关注于计算与实验相结合的研究结果,发表计算预测-试验验证、计算指导实验、计算与实验相结合以及运用计算理论或模型解释新材料性能与机制等方面的研究工作。该刊首次发表的这一成果,以发现Nb2O5半导体衬底材料具有最高的SERS灵敏度为实验基础,从计算模拟的角度对该材料所具有的优异性能做出了理论上的解释。上海硅酸盐所研究成果中有诸多新材料、新性能的重要发现,通过与理论、计算方法的结合,能够对新材料结构与性能的认识更加深入,将能极大地深化原有成果的意义。
Nb2O5纳米粒子的XRD图谱、透射与高分辨形貌,及选取电子衍射图
纯Nb2O5粉末、吸附甲基蓝的Nb2O5粉末和MeB水溶液的紫外-可见光吸收光谱(a),及他们的分子轨道(b~d) 中国科学院网站
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