半導體產業是全球競爭焦點。第三代半導體新材料快速崛起，未來10年將對全球半導體產業格局的重塑產生至關重要的影響。第三代半導體材料除了新能源汽車，在工業控制、電力、軌道交通、消費電子等方面有廣泛應用。全球范圍內，美國、歐洲、日本、中國在第三代半導體發展上處于“四足鼎立”狀態。中國第三代半導體的產業鏈完整，第三代半導體應用驅動的發展模式有利于中國這種制造和市場大國。

　　從“萌芽期”走向“成長期” 第三代半導體市場滲透加速

　　*近一段時間，泰科天潤總經理陳彤一直待在廠里盯生產。陳彤告訴中國經濟時報記者，“碳化硅二極管、三極管等供不應求，客戶要求高、要求急。”

　　自從特斯拉率先讓碳化硅Mosfet器件上車以來，碳化硅等第三代半導體的應用進度和市場空間都打開了想像力。隨著5G基站大規模部署、新能源汽車市場開啟、PD快充市場爆發等，我國第三代半導體產業加速搶跑，須加快提升第三代半導體產業鏈的全球競爭力。

　　泰科天潤在湖南擁有6英寸碳化硅半導體工藝晶圓生產線月份以來，碳化硅芯片量產線進入全面爬升階段，爭取早日實現年產6萬片6英寸碳化硅功率芯片的設計目標。陳彤說：“2021年上量以后，今年主要是加快提升生產能力，市場需求上升很快。”

　　2022年以來，多家上市公司加大在第三代半導體領域的布局力度、技術研發和產品創新提速。新潔能6月23日表示，碳化硅Mosfet目前正處于評估和可靠性考核階段，計劃下半年向光伏逆變器客戶送樣試用。斯達半導7月14日表示，車規級碳化硅模塊在新能源汽車行業開始大批量裝車應用。露笑科技7月28日表示，碳化硅生產線已投產并實現小批量供貨，預計到今年年底可實現5000片/月的供貨量。

　　碳化硅襯底下游應用空間巨大。今年初，天岳先進的招股說明書顯示，公司尚未形成大批量的導電型襯底銷售。7月22日天岳先進稱，該公司簽訂近14億元6英寸導電型碳化硅襯底產品銷售合同。

　　安徽芯塔電子科技有限公司總經理倪煒江告訴本報記者：“公司的銷售額已達到千萬元以上。在應用市場方面，在要求高效率、高功率密度的領域，碳化硅的滲透率很高。如在新能源產業的光伏、儲能、快速充電等，碳化硅器件已是*一優選方案。隨著新能源產業快速發展，碳化硅市場將保持快速增長，未來還有幾十倍的增長空間。”

　　光榮資產管理（北京）有限公司合伙人耿博在半導體行業有近20年的從業和投資經驗。據他觀察，2022年上半年，我國第三代半導體產業的場景應用，如新能源汽車等因供應鏈和停產不順暢，受到一定影響，但6月份以后逐漸回暖，目前的發展勢頭不錯。許多第三代半導體企業正在積極開拓市場，擴產備貨。

　　“新能源汽車對碳化硅功率器件的需求持續旺盛，以數據中心和5G基站為代表的新基建、光伏逆變器、儲能等應用市場增長很快。氮化鎵在消費類電子的快充、無線充電、數據中心電源等領域的滲透很快，這都是拉動第三代半導體市場發展的重要力量，看好2022年的市場需求。”耿博對本報記者說。

　　賽迪顧問集成電路產業研究中心總經理滕冉對本報記者表示，我國第三代半導體市場開始從“萌芽期”走向“成長期”，未來第三代半導體將在新能源汽車、數據中心、特高壓輸變電、高速鐵路、消費電子等領域持續擴大應用。據賽迪顧問預測，2022年我國第三代半導體市場規模將達到616億元。

　　盡管碳化硅功率半導體受到市場關注，但供給缺口短期內彌補并非易事。據陳彤介紹，半導體行業形成生產力的周期比較長。從組織資金到形成生產力，一般至少需要五年左右。由于碳化硅的技術屬性，產量實現快速增長不太現實，市場供不應求的情況可能持續四五年。

　　倪煒江認為，2022年是第三代半導體爆發的一年，三代半功率器件應用在終端市場快速發展：新能源汽車廠商紛紛推出或計劃研發搭載碳化硅器件的新能源車型，碳化硅器件在光伏儲能、高端電源等領域快速滲透。在下游端的快速驅動下，碳化硅、氮化鎵等材料在5G射頻、新能源汽車等領域將快速增長，以滿足傳統硅材料無法實現的巨大需求。未來幾年內，新能源汽車將是推動碳化硅產業蓬勃發展的主力軍。

　　第三代半導體市場投融資持續升溫。耿博認為，第三代半導體整個產業鏈的投資規模正不斷提升，關鍵節點上的有效投資越來越受到機構關注，如碳化硅商業化襯底領域的擴晶體（從6英寸到8英寸）、先進切割工藝、器件制成產線、配套材料設備等。

　　“從第三代半導體產業鏈未來發展的行業分工看，比如SiC行業，一類是材料供給商，一類是器件和模塊供應商。未來具備產業鏈延展整合能力的企業具有投資價值，有完整團隊和技術創新基礎、自有制程工藝和產線保障的行業垂直整合能力、有穩定供應鏈保障的企業將有發展空間。”耿博說。

　　第三代半導體材料憑借性能優勢已在消費電子、工業和新能源汽車等領域批量使用。倪煒江認為，隨著第三代半導體更大規模化的生產和應用，性價比進一步提高以后，產品的滲透率將更高。隨著整個產業快速發展，未來的勝出者將是有技術積累和創新能力的企業。

　　如何提升產業鏈供應鏈現代化水平？滕冉建議，促進創新鏈與產業鏈供應鏈的融通發展，打通產業鏈供應鏈關鍵堵點；推動產業鏈供應鏈跨區域融通協作，優化產業鏈供應鏈布局；不斷拓展融入全球產業鏈供應鏈的空間，提升能力和水平。

　　*一代半導體興起于20世紀50年代，以硅、鍺等元素半導體為主要代表，其典型應用是超大規模集成電路芯片，是人類進入信息社會的基石，迄今依然在半導體產業中處于主導地位。

　　第二代半導體興起于20世紀70年代，以砷化鎵、磷化銦為代表的化合物半導體，彌補了Si材料在發光和高速輸運性質上的局限，應用于長波長光電子（紅外）和微波射頻電子技術，是人類進入光通信和移動通信時代的基礎。

　　第三代半導體興起于20世紀90年代，以氮化鎵、碳化硅等帶隙寬度明顯大于硅和砷化鎵的寬禁帶半導體材料為代表，具備擊穿電場高、熱導率大等性能，功率芯片將大幅提升特高壓柔性電網、高速列車、新能源汽車、工業電機、智能制造等能源利用效率和智能化水平，射頻芯片支撐5G/6G通信的核心數據傳輸功能，對新興產業的帶動面廣、拉動性強。

　　美歐日中在第三代半導體發展上“四足鼎立”

　　2022年7月底，美國和日本宣布成立下一代半導體研究中心，將研究開發2納米芯片技術。日本經濟產業大臣萩生田光一表示，“半導體研究中心將對志同道合的國家開放。”半導體行業“一石激起千層浪”。

　　當前，第三代半導體產業發展得如火如荼，在現代工業、通信等領域都有巨大的應用前景。蘇州、長沙、合肥、南昌等地都在布局半導體產業園，希望提高在全球的競爭力。接受中國經濟時報記者采訪的人士表示，全球范圍內，美國、歐洲、日本、中國在第三代半導體發展上處于“四足鼎立”狀態。

　　第三代半導體材料，又稱寬禁帶半導體材料，發展較為成熟的是碳化硅和氮化鎵材料。除了新能源汽車，碳化硅和氮化鎵功率器件在工業控制、電力、軌道交通、消費電子等方面有廣泛應用。

　　美日歐為了搶占第三代半導體技術的戰略制高點，從2000年就開始通過國家級創新中心、聯合研發等形式，實現了第三代半導體技術的加速進步。第三代半導體的市場需求也持續攀升，在全球范圍掀起投資熱潮。

　　以全球第三代半導體產業的龍頭企業為例，美國Cree繼續深化在SiC晶圓和射頻器件領域的優勢，2019年投資10億美元用來擴大SiC產能，包括整合一座8英寸晶圓廠和一座SiC材料工廠，并收購英飛凌射頻功率事業部。英飛凌出售射頻功率業務后，專注在汽車和功率半導體市場，2018年收購SiC企業Sil?tectra，2019年以90億歐元并購賽普拉斯半導體，通過合并，英飛凌將成為*一大汽車芯片供應商。

　　2020年意法半導體與臺積電達成合作，加速氮化鎵制程技術開發，將分立式與集成式氮化鎵元件導入市場。2021年，美國雷神公司與世界第三大晶圓代工廠格芯簽約，合作開發新型硅基氮化鎵半導體，為5G和6G移動和無線基礎設施帶來更先進的射頻性能。

　　中國2004年開始部署對第三代半導體的研究。2015年，中國科學院物理研究所陳小龍團隊與天科合達合作，研制出6英寸碳化硅晶片，2020年實現6英寸晶片規模化生產和銷售。2020年天科合達啟動8英寸晶片研發工作。而美國Cree在2019年已投資建設8英寸晶片產線英寸SiC單晶襯底，陳小龍團隊通過10多年的自主研發，使國內SiC晶圓與國外的技術差距逐步縮小。

　　蘇州納維科技有限公司在2010年研制出*一片2英寸氮化鎵晶片，2015年實現量產。2016年美國加州大學研究組在《應用物理》雜志上評價國際上2英寸氮化鎵單晶產品質量，蘇州納維的2英寸氮化鎵名列*一。

　　蘇州晶湛半導體有限公司2014年發布8英寸硅基GaN外延片。2017年，英諾賽科（珠海）科技有限公司的8英寸硅基氮化鎵生產線通線投產，成為國內首條實現量產的8英寸硅基氮化鎵生產線。同年，杭州士蘭微電子股份有限公司打通6英寸硅基氮化鎵功率器件中試線。聚能晶源（青島）半導體材料有限公司2018年研制出達到全球領先水平的8英寸硅基GaN外延片。

　　蘇州工業園負責人對本報記者表示，全球范圍內，美國、歐洲、日本、中國在第三代半導體發展上處于“四足鼎立”狀態。歐洲的第三代半導體企業主要集中在應用端，日本在第三代半導體晶圓制造上有深厚的積累。中國第三代半導體的產業鏈比較完整，誕生了一批材料（天岳、晶湛、納維、瀚天天成）、制造（中電科、士蘭微、積塔）、器件模組（斯達、三安、悉智）公司。國內第三代半導體重點企業集中在長三角、珠三角、閩三角、京津冀、中西部地區。京津冀地區以高校、科研院所為主體，研發實力較強，基礎研究居多。長三角地區以材料、晶圓制造、封裝、器件為主，是全國第三代半導體產業鏈*為完整的區域。珠三角及閩三角地區以LED照明和新型顯示為主，形成了產業特色。中西部地區以航空航天和國防軍工需求為主體。

　　據第三代半導體產業技術創新戰略聯盟（CA?SA）統計，2019年，中國SiC、GaN電力電子和微波射頻產值超過60億元。2019年中國GaN微波射頻產值規模近38億元，相比SiC、GaN電力電子器件，其產值更高。

　　記者查閱資料發現，中國SiC、GaN電力電子器件主要應用于新能源汽車、消費類電源和工商業電源應用。在消費電子方面，GaN快充電源作為新應用帶來較大的市場，小米、OPPO、華為等手機廠商相繼推出GaN快充。在新能源汽車方面，比亞迪、吉利、一汽集團、江淮汽車、長城汽車等車企都在新能源汽車中采用SiC。SiC電力電子器件正加速進軍軌道交通領域。GaN射頻器件主要應用在軍工雷達和5G基站，華為、諾基亞、中興的多數5G基站已采用GaN的PA器件。

　　2020年，中鴻新晶第三代半導體產業集群項目簽約落地，投資總額為111億元，計劃3年內完成第三代半導體產業集群初步建設。三安光電宣布，在長沙投資建設第三代半導體研發及產業化項目，投資總額160億元。露笑科技宣布，在合肥投資建設第三代功率半導體（碳化硅）產業園，投資總規模預計100億元。江西康佳半導體高科技產業園落戶南昌，總投資300億元。蘇州工業園有世界級的大科學裝置——納米真空互聯實驗站，還有微納制造中試平臺，按照芯片代工廠標準打造。蘇州納米城將引進第三代半導體高端項目，打造第三代半導體產業創新集群。

　　有效整合資源 突破第三代半導體核心技術

　　——訪第三代半導體產業技術創新戰略 聯盟理事長吳玲

　　第三代半導體被認為是*有希望重塑全球半導體產業競爭格局的突破口。第三代半導體產業技術創新戰略聯盟理事長吳玲在接受中國經濟時報記者專訪時認為，當前正值全球半導體競爭力重構的歷史關鍵期，需要從國家層面制定實施精準、持續、穩定的第三代半導體發展戰略和支持政策，才能在核心技術突破的同時建立產業創新體系，形成若干龍頭品牌企業，提升我國在全球半導體產業的話語權。

　　中國經濟時報：半導體領域的國產替代正在加快。目前，我國第三代半導體的技術發展和產業化應用情況如何？

　　吳玲：當前，國際第三代半導體材料、器件實現了從研發到規模性量產的跨越，已進入產業化快速發展階段，在新能源汽車、高速列車、5G通信、光伏并網、消費類電子等多個重點應用領域實現了突破，未來5年將是第三代半導體產業發展的關鍵期。

　　全球資本加速進入第三代半導體材料、器件領域，產能大幅度提升，企業并購頻發，正處于產業爆發前的“搶跑”階段。美國、日本、歐洲在已有半導體產業優勢基礎上，通過設立國家級創新中心、產業聯盟等形式，引領、加速并搶占全球第三代半導體市場。我國第三代半導體領域在國家科技計劃的支持下，初步形成了從材料、器件到應用的全產業鏈。

　　目前，我國半導體照明自主可控，光電子與微電子深度融合，跨界創新應用有望引領發展。微波射頻開始國產替代，部分技術達到國際先進水平。功率電子契合國家“雙碳”目標要求，需求拉動產業鏈能力提升，但車規級、電網級高端產品與國際先進水平仍有差距。

　　盡管我國在第三代半導體技術和產業方面與國際有一定差距，但在第三代半導體的應用需求和制度安排上有戰略優勢，應用驅動的發展模式有利于中國這種制造和市場大國。中國引領的全球能源互聯網、軌道交通、新能源汽車、5G移動通信、消費電子等應用市場，都離不開第三代半導體的支撐。相較硅集成電路，第三代半導體材料對芯片性能起決定性作用，芯片制造工藝門檻相對低、投資小，對尺寸線寬、設計復雜度的要求遠低于硅集成電路，在材料、裝備、設計和芯片代工方面都有發展勢頭好的企業，是適合中國目前發力的半導體具體領域。

　　中國經濟時報：如何加快補齊第三代半導體產業鏈短板，加快提升產業鏈供應鏈現代化水平？

　　吳玲：第三代半導體有緊迫的國家戰略需求和明確的應用目標導向，任務覆蓋鏈條長、應用范圍廣、跨領域跨學科，需要立足全國一盤棋、全鏈條設計、一體化實施，把項目、人才、平臺、基地和產業金融等資源有效整合。

　　聚焦國家戰略，重大項目牽引，凝聚創新合力。盡快啟動國家2030重大項目和材料國家實驗室，創建重大項目、創新中心、產業基地、基金一體化組織模式。引入專業第三方參與組織、協調和管理。建立目標明確、權責清晰、體系化任務型的產學研創新聯合體，突破核心材料和裝備制約。建立軍轉民協同創新模式，引導產業集群化發展等。

　　應用促發展，培育龍頭，加速產業化能力提升。發揮大市場優勢，建立技術供給與市場化拉動一體化的實施機制。通過中央與地方政府投入，帶動企業和社會資本投入，加快迭代研發，打通產業鏈條。完善材料測試評價方法和標準，搭建國家級測試驗證和生產應用示范平臺。培育細分領域國際龍頭品牌企業，優化產業布局和產業鏈結構。

　　多措并舉，完善產業生態發展環境。支持產業創新聯盟作為第三方非營利實體，組織牽頭創新聯合體群。引導各類資本參與創新項目的市場化、規模化放大。引進和培育由戰略性領軍人才、創新創業人才。注重知識產權戰略，建立有競爭力的專利池。構建有序開放的技術標準與檢測認證服務體系，主動參與國際標準制定，提高國際標準話語權等。

　　開放創新，推進精準深入的國際合作。因勢利導把握契機，加快鞏固中歐科技合作，系統性地、*大限度地利用好歐洲在半導體領域的領先地位，聚集全球創新資源。吸引國外有基礎、有意愿與中國深化合作的優質科技企業落地中國，帶動本土產業鏈發展，推動中國企業與全球產業鏈緊密合作，開展常態化海外項目的輸送與技術轉移。

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　　監 制丨王輝李丕光 王彧 劉衛民

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