據全球半導體觀察不完全統(tǒng)計，近期共有57家半導體企業(yè)完成階段融資，這些企業(yè)涉及第三代半導體、車規(guī)級芯片、毫米波雷達芯片、傳感器等領域。據披露的數額來看，有不少企業(yè)獲得了超億元融資。

01、“三代半”熱度不減

半導體材料已經從一代（硅Si）、二代（砷化鎵GaAs、磷化銦InP），發(fā)展到現在以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為主的第三代。憑借高熱導率、高擊穿場強、高飽和電子漂移速率、高鍵合能等自身優(yōu)秀的物理特性，第三代半導體迅度沖入全球半導體市場中心圈，如今已然成為了產業(yè)端和資本的寵兒。

第三代半導體已經在新能源汽車、消費類電子、半導體照明、新一代移動通信、新能源并網、智能電網、高速軌道交通等領域發(fā)揮作用。雖然去年消費端不給力，但在新能源汽車方面，TrendForce集邦咨詢此前預估，2026年車用SiC功率元件市場規(guī)模將攀升至39.4億美元。

從市場格局上看，全球第三代半導體仍然由美日歐企業(yè)為主導，包括Wolfspeed、ROHM、Infineon、Mitsubishi、Qorvo和ST等企業(yè)，國內的主要企業(yè)有天科合達、山東天岳、三安光電、中電13所、55所等。

近年來，隨著疫情爆發(fā)，第三代半導體進入發(fā)展關鍵期，隨著國家“十四五”政策的大力支持和國產化浪潮的推動，蟄伏多年的第三代半導體企業(yè)開始展露鋒芒，并成為市場尋覓的新捧對象。

從表中看，十余家獲投資者青睞的企業(yè)致力于碳化硅、氮化鎵等第三代半導體領域，包括天域半導體、天科合達、超芯星半導體、至信微電子、昕感科技、派恩杰半導體、乾晶半導體、臻晶半導體、晶通半導體等。

其中，天科合達完成Pre-IPO輪融資，由京銘資本體系京銘鴻瑞產業(yè)基金、歷金銘科產業(yè)基金等明星資本投資；天域半導體獲得約12億元人民幣投資，融資資金將繼續(xù)用于增加碳化硅外延產線的擴產以及持續(xù)加大碳化硅大尺寸外延生長研發(fā)投入。

此外，在碳化硅技術突破上，國內企業(yè)迎來新進展。

2022年1月，爍科晶體實現8英寸N型碳化硅拋光片小批量生產；同年8月，晶盛機電成功出爐公司首顆8英寸N型碳化硅晶體，并于2023年2月表示8英寸導電型碳化硅襯底將于2023年二季度實現小批量生產；2022年11月，天科合達發(fā)布8英寸導電型SiC單晶襯底，并計劃在2023年實現8英寸襯底產品的小規(guī)模量產。

02、雷達、傳感器等車用芯片漸發(fā)亮

去年以來，消費終端市場持續(xù)萎靡，消費芯片已不如往日風光，全球芯片短缺正在緩慢改善，而汽車芯片卻呈現另一番景象。全球汽車產業(yè)芯片供應不足，加上智能汽車的發(fā)展又使得對汽車芯片的需求不斷提升，汽車芯片順勢成為了市場新寵。

有數據顯示，2022年全球汽車產業(yè)因芯片短缺問題，減產了450萬輛新車。而2023年芯片短缺依舊將影響汽車產量，預計減產將達300萬輛。由于需求旺盛，預計2023全年，汽車芯片仍將是芯片行業(yè)中為數不多的嚴重短缺的細分領域之一。

汽車芯片有著比消費級芯片更高的技術門檻，不僅種類豐富，且產業(yè)帶動力強。隨著汽車電動化、網聯化和智能化的推進，汽車芯片已經廣泛應用于動力系統(tǒng)、車身、座艙、底盤和安全等諸多方面。

汽車芯片領域里，今年有曦華科技、海圖微電子、中科億海微電子、識光芯科、翠展微電子、矽杰微電子、靈明光子等企業(yè)得到融資，而其企業(yè)核心定位在車規(guī)、毫米波雷達、傳感器、射頻濾波器等芯片方面。

從芯片類別上看，傳感器可適用在汽車里的中高速、低速自動駕駛場景，其中車用攝像頭的核心就是CMOS圖像傳感器（CIS），目前，安森美、韋爾股份等在車載CIS市場上處于領先地位。

毫米波雷達芯片是車載雷達的核心，主要應用方向是應用于汽車ADAS和自動駕駛領域，此外還可應用于智能家居、無人機控制等。但目前國外毫米波雷達產品仍占據主導地位，其核心技術主要集中在博世、大陸、海拉等海外巨頭。為實現毫米波雷達新產品的落地，德賽西威、華域汽車、華為、森斯泰克等國內企業(yè)正在不斷加倍努力中。

未來，在汽車產業(yè)的加速帶動下，傳感器、毫米波雷達、射頻濾波器等汽車相關芯片也將被帶入新的戰(zhàn)略圈，而國產替代化也將給國內企業(yè)帶來了許多突圍的機會。（文：全球半導體觀察）

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1.拓撲腔面發(fā)射激光器

中科院物理研究所陸凌團隊將原創(chuàng)的拓撲光腔應用于半導體激光芯片，研制出拓撲腔面發(fā)射激光器[topological-cavity surface-emitting laser (TCSEL)]，得到了遠超主流商用產品的單模功率和光束質量。TCSEL的發(fā)明有望解決拓撲物理應用的長期瓶頸，對于激光技術的整體進步，特別是當下人臉識別、自動駕駛、虛擬現實所需的三維感知和激光雷達等新興技術有重要意義，詳見TCSEL.com。
該成果發(fā)表于《自然光子學》雜志 (Nature Photonics, 2022, 16: 279-283)。

TCSEL示意圖

2.超高熱導率半導體-砷化硼載流子遷移率精準測定

國家納米科學中心劉新風研究員團隊聯合休斯頓大學包吉明團隊和任志鋒團隊世界上首次精準測定了超高熱導率半導體-立方砷化硼（c-BAs）單晶的載流子遷移率；立方砷化硼材料高的載流子遷移速率以及超高的熱導率，表明該材料可廣泛應用于光電器件、電子元件等領域，為其大規(guī)模應用指明了方向。

該成果發(fā)表于《科學》雜志 (Science, 2022, 377: 433-436)。

瞬態(tài)反射顯微成像和立方砷化硼的載流子擴散。（A）實驗裝置示意圖，激發(fā)波長為600 nm探測波長為800 nm；（B）不同時刻的瞬態(tài)反射顯微成像（標尺1微米）；（C）典型的載流子動力學；（D）0.5 ps的二維高斯擬合；（E）不同時刻的載流子分布方差隨時間的演化及載流子遷移率。

3.電注入激射鋁鎵氮(AlGaN)紫外激光器

中國科學院半導體研究所趙德剛、楊靜研究團隊實現了我國首支電注入激射波長小于360 nm的AlGaN紫外激光器。通過結構設計、界面控制及應力調控等方法解決紫外激光器發(fā)光效率低、高Al組分AlGaN的p摻雜困難、以及大失配外延等一系列紫外激光器的關鍵科學和技術問題，為國內紫外固化、光刻機等新型紫外光源的研制提供技術保障。

該成果發(fā)表于《半導體學報》雜志 (Journal of Semiconductors, 2022, 43, 010501. doi: 10.1088/1674-4926/43/1/010501)。

AlGaN紫外激光器P-I曲線，插圖是AlGaN紫外激光器激射譜和激射光斑（藍色的激射光斑為紫外激光器照射在白色打印紙上產生的藍色熒光）。

4.首次制成柵極長度最小的晶體管

人類又向摩爾定律的極限發(fā)起挑戰(zhàn)。這一次中國人扮演了探索者的角色。清華大學任天令教授團隊首次制備出亞1納米柵極長度晶體管，該晶體管具有良好的電學性能。利用石墨烯單原子層厚度作為柵極，通過石墨烯側向電場調控垂直的MoS2溝道開關，從而實現等效物理柵長為0.34 nm。這項工作將有助于推動摩爾定律進一步發(fā)展到亞1納米。

該成果發(fā)表于《自然》雜志（Nature 2022, 603: 259–264）。

亞1納米柵長晶體管結構示意圖

5.雙層二維半導體大面積外延生長

南京大學王欣然、李濤濤與東南大學王金蘭、馬亮團隊緊密合作，提出了襯底表面臺階高度精確調控二維半導體層數的思想和“齊頭并進”的全新生長機制，突破逐層生長的熱力學限制，首次實現了厘米級均勻的雙層MoS2外延生長，刷新了二維半導體器件開態(tài)電流的紀錄，并滿足2028年國際器件與系統(tǒng)路線圖的技術指標。

該成果發(fā)表于《自然》雜志（Nature, 2022, 605, 69-75）。

雙層MoS2的大面積外延生長

6.具備超高導電率的可溶液加工n型導電聚合物

華南理工大學黃飛教授團隊提出了一種n型導電聚合物的合成新策略，利用醌類氧化劑可逆的氧化還原特性，將氧化聚合和還原摻雜結合，大幅提高了有機半導體的n型摻雜效率，實現其由半導體向導體的轉變。合成的聚（苯并二呋喃二酮）（PBFDO）具有超過2000 S cm-1的導電率以及良好的空氣穩(wěn)定性，在有機電子器件中展現出廣泛的應用前景。

該成果發(fā)表于《自然》雜志（Nature, 2022, 611: 271）。

n型導電聚合物聚（苯并二呋喃二酮）的合成機理及其在有機電化學晶體管（a-c）、有機熱電（d-e）以及柔性印刷電路（f）中的應用。

7.基于鈣鈦礦量子線陣列的大面積平面和球形發(fā)光二極管

香港科技大學范智勇教授團隊開發(fā)出了一套嶄新的鈣鈦礦量子線陣列生長工藝，其在大面積的剛性、柔性、平面以及3D襯底上均具有超高均勻性?；诖?，團隊首次實現了鈣鈦礦LED器件的晶圓級制備，以及世界首個3D球形LED器件，完美解決了傳統(tǒng)平面器件在空間亮度分布上的弊端。其有望成為下一代照明顯示材料與器件的有利競爭者。

該成果發(fā)表于《自然光子學》雜志（Nature Photonics, 2022, 16, 284–290）。

鈣鈦礦量子線陣列的普適性生長

8.基于二維范德華異質結的寬光譜感算一體器件

華中科技大學翟天佑教授、周興副教授團隊與南京大學繆峰教授團隊合作創(chuàng)新性地提出了二維雙極性范德華異質結，通過電場調控使其光響應正負連續(xù)可調，首次在硬件層面實現了寬光譜圖像探測和卷積計算的同步進行，突破了傳統(tǒng)寬光譜機器視覺系統(tǒng)中感算分離所產生的功耗與時間延遲瓶頸，推動了機器視覺等人工智能領域的發(fā)展進程。

該成果發(fā)表于《自然電子》雜志（Nature Electronics, 2022, 5: 248-254）。

寬光譜感算一體光電器件

9.基于三維阻變存儲器的存算一體技術

中科院微電子研究所劉明院士、張鋒研究員團隊與北理工王興華副教授團隊在三維存算一體芯片領域取得突破，該團隊在國際上首次設計實現了基于三維垂直結構阻變存儲器的存算一體宏單元芯片，通過實驗證明了三維阻變存儲器可以實現存算一體技術并具有低功耗、高算力、高密度等方面的優(yōu)勢，在高性能邊緣計算領域有著廣闊的發(fā)展前景。

該成果發(fā)表于《自然電子》雜志（Nature Electronics, 2022, 5: 469-477）。

基于三維垂直結構阻變存儲器的存算一體宏單元

10.高線性度、超寬帶5G毫米波相控陣收發(fā)前端芯片

東南大學趙滌燹，尤肖虎研究團隊實現可同時覆蓋3GPP n257, n258, n261頻段的5G毫米波CMOS相控陣芯片；通過提出寬帶線性化技術，有效改善芯片在高功率下的幅度和相位失真，同時抑制芯片在寬帶信號下的電學記憶效應，解決了傳輸超寬帶高階調制信號的難題；芯片成果已成功應用于國產化毫米波分布式微基站以及紫金山實驗室6G TKμ極致連接無線傳輸平臺。

該成果發(fā)表于《固態(tài)電路》期刊（IEEE Journal of Solid-State Circuits, 2022, 57: 2702-2718）。（文：半導體學報）

(a) 5G毫米波四通道相控陣收發(fā)系統(tǒng)射頻前端芯片系統(tǒng)架構；(b) 芯片顯微照片。

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