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争相布局，第三代半导体跑出加速度

文/《新产经》郭师绪
2020年 ， 新基建产业站在了风口上 。 在以5G、物联网、工业互联网等为代表的新基建主要领域中 ， 第三代半导体承担着重要角色 。 有消息称 ， 第三代半导体产业将写入“十四五”规划之中 ， 计划2021年至2025年 ， 举全国之力 ， 在教育、科研、开发、融资、应用等各个方面对第三代半导体发展提供广泛支持 ， 以期实现产业独立自主 。 该消息得到业内人士的证实 ， 日前 ， 在南京世界半导体大会暨第三代半导体产业发展高峰论坛上 ， 国家新材料产业发展专家咨询委员会委员、第三代半导体产业技术创新战略联盟理事长吴玲透露：国家2030计划和“十四五”国家研发计划都已经明确 ， 第三代半导体是重要发展方向 ， 现在到了动议讨论实施方案的阶段 。
产业迎扩产热潮
据了解 ， 国际上一般把禁带宽度（Eg）大于或等于2.3电子伏特（eV）的半导体材料称之为第三代半导体材料 ， 常见的第三代半导体材料包括：碳化硅、氮化镓、金刚石、氧化锌、氮化铝等 。 其中 ， 碳化硅和氮化镓技术发展相对成熟 ， 已经开始产业化应用 ， 而金刚石、氧化锌、氮化铝等材料尚处于研发起步阶段 。
争相布局，第三代半导体跑出加速度
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根据美国半导体行业协会（SIA）数据显示 ， 2019年12月份全球半导体销售额为361亿美元 ， 同比下滑了5.5% ， 其中美国市场营收74.9亿美元 ， 同比下滑了10.8%；欧洲市场营收32亿美元 ， 下滑了7.6%；日本市场营收30.4亿美元 ， 同比下滑了8.3%；中国市场营收128.1亿美元 ， 同比增长了0.8%；亚太其他地区营收95.6亿美元 ， 同比下滑了7.5% 。 中国市场的半导体销售占了全球的1/3 ， 是份额最大的 ， 相当于美国、欧盟及日本的总和 ， 这主要是因为中国是全球制造的中心 ， 尤其是电脑、手机产量第一 ， 消耗了最多的芯片 。 据SIA日前发布的2019年全球半导体市场报告指出 ， 2019年全球半导体市场营收4121亿美元 ， 其中占比最多的是存储芯片 ， 但下滑也是最厉害的 ， 平均销售额下滑了32.6%(均价下滑严重但容量出货增长) ， 其中内存销售额下滑了37.1% ， 闪存销售额下滑了25.9% 。 微处理器去年的销售额是664亿美元 ， 占比第三 ， 而广电产品则是去年的亮点 ， 销售额增加了9.3% 。 放眼国际 ， 2019年全球半导体产业整体处于低迷期 ， 但第三代半导体技术、产品、市场、投资均呈现较高增长态势 。 据报道 ， 国际企业纷纷加强在第三代半导体领域的布局 ， 通过调整业务领域 ， 扩大产能供给 ， 整合并购 ， 增强竞争能力 。 全球迎来扩产热潮 ， 碳化硅成为巨头布局热点 ， 产能大幅增加 。 中游企业开始提前锁定上游材料货源 ， 科锐与除罗姆之外的主要半导体器件厂商都签订了长期供货协议 。 车企牵头 ， 第三代半导体产品逐渐进入各汽车集团的主流供应链 。 产品供应上量 ， 价差持续缩小 ， 碳化硅、氮化镓产品性价比开始凸显 ， 部分产品与硅产品的价差已经缩小 。 市场应用方面 ， 第三代半导体产品渗透速度加快 ， 应用领域不断扩张 ， 汽车电子、5G通信、快充电源及军事应用等几大动力带领市场快速增长 。 国内市场方面 ， 新基建的加码为我国第三代半导体产业发展提供了宝贵机遇 。 无论是5G、新能源汽车还是工业互联网等 ， 新基建各个产业的建设都与半导体技术的发展息息相关 。 以氮化镓为核心的射频半导体 ， 支撑着5G基站及工业互联网系统的建设；以碳化硅以及绝缘栅双极型晶体管（IGBT）为核心的功率半导体 ， 支撑着新能源汽车、充电桩、基站/数据中心电源、特高压以及轨道交通系统的建设；以智能芯片为核心的系统级芯片 ， 支撑着数据中心、人工智能系统的建设 。 据不完全统计 ， 国内今年1-8月所披露新开工以及新签约第三代半导体产业项目的投资总额已超450亿元 ， 其中包括两家上市公司三安光电与露笑科技 。 事实上两者在此前已在第三代半导体领域有所投资 ， 尤其是三安光电已布局多年 ， 如今再斥下巨资投建项目 ， 可见十分看好对第三代半导体产业的发展前景 。 除了企业投资外 ， 近年来全国各地布局发展第三代半导体 ， 初步形成了京津冀、长三角、珠三角、闽三角、中西部等五大重点发展区域 。 北京、河北、山东、浙江、江苏、广东、福建、重庆、成都、陕西等省市均着手布局 ， 并发展起多个产业集聚区 ， 包括北京顺义第三代半导体创新产业集聚区、山东济南宽禁带半导体产业小镇、深圳坪山第三代半导体产业集聚区等 。 业内人士预计 ， 第三代半导体已吸引了国内各省地政府、大中小企业以及各界资本的投资布局 ， 后续预期仍将有更多企业及资本入场 。 总体而言 ， 尽管2019年外部宏观环境不利 ， 半导体产业整体处于低谷期 ， 但第三代半导体产业实现逆势增长 ， 国内外产业均步入发展快车道 。
国产市场加快启动
据悉 ， 中国第三代半导体产业从2015年开始高速增长 ， 自2018年“中兴事件”“华为事件”等系列事件发生后 ， 警醒了业内对硬科技缺失的重视 。 从国家层面到企业均开始推进半导体核心技术国产自主化 ， 实现供应链安全可控 ， 这加速了半导体器件的国产化替代进程 。
争相布局，第三代半导体跑出加速度
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【争相布局，第三代半导体跑出加速度】以华为为代表的应用企业均在调整供应链 ， 扶持国内企业 。 2019年 ， 三安集成、山东天岳、天科合达、泰科天润、国联万众、苏州能讯等国内第三代半导体企业的上中游产品均获得了难得的下游用户验证机会 ， 进入了多个关键厂商供应链 ， 逐步开始了以销促产的“良性循环” 。 此外 ， 第三代半导体以氮化镓、碳化硅、硒化锌等宽带半导体原料为主 。 与第一代和第二代半导体材料相比 ， 第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的热导率、更高的电子饱和速率及更高的抗辐射能力 ， 更适合于制作高温、高频、大功率及抗辐射器件 ， 可广泛应用在高压、高频、高温以及高可靠性等领域 ， 包括射频通信、雷达、卫星、电源管理、汽车电子、工业电力电子等 。 新基建所覆盖的5G基建、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能和工业互联网等领域也均将为氮化镓、碳化硅等第三代半导体带来市场需求 。 可以看到 ， 氮化镓和碳化硅为首的第三代半导体是支持新基建的核心材料 ， 以及第三代半导体器件在新兴应用领域的渗透迅猛 ， 发展第三代半导体产业意义不言而喻 。 虽然我国第三代半导体产业起步相对较晚 ， 但是得益于近些年国家政策支持、市场需求驱动 ， 产业得到快速发展 ， 已基本形成了涵盖上游衬底、外延片 ， 中游器件设计、器件制造及模块、下游应用等环节的产业链布局 。 在新基建的加持下 ， 国内龙头企业纷纷加强在第三代半导体领域的布局 ， 通过调整业务领域 ， 扩大产能供给 ， 整合并购 ， 增强竞争能力 。 据媒体报道 ， 氮化镓方面 ， 我国衬底企业主要有东莞中稼半导体、苏州纳维科技、镓特半导体等 ， 外延片企业主要有晶湛半导体、聚能晶源、世纪金光、聚力成半导体等 ， 器件设计方面有赛微电子 ， 制造企业主要有海威华芯、厦门三安集成等 ， IDM企业主要有能讯高能半导体、能华微电子、英诺赛科、大连芯冠科技、华功半导体以及中电科十三所、中电科五十五所等 。 碳化硅方面 ， 我国衬底企业主要有山东天岳、天科合达、中科钢研节能、世纪金光等 ， 外延片企业主要有瀚天天成、天域半导体、世纪金光等 ， 器件制造方面有厦门三安集成、海威华芯等 。 材料方面 ， 2019年氮化镓衬底已实现2-3英寸衬底小批量产业化 ， 4英寸可提供样品；用于电力电子器件的硅基氮化镓外延基本实现6英寸产业化和8英寸材料的样品研发 。 碳化硅衬底4英寸导电和半绝缘衬底已实现产业化 ， 6英寸导电衬底小批量供货 ， 已经研制出8英寸衬底；碳化硅同质外延目前商业化的尺寸为4-6英寸等 。 专家指出 ， 我国在第三代半导体研发、产业领域有一定的基础 ， 尽管与国际巨头仍有差距 ， 但中国作为全球最大的半导体消费市场 ， 在市场风口到来、产业火热加码布局等利好因素加持下 ， 未来 ， 第三代半导体也将成为我国半导体产业提升的重要突破口 。 还可以看到的是 ， 随着相关企业持续扩增产能、降低生产成本、提高产品可靠性 ， 国产第三代半导体器件在下游应用市场的渗透率将日渐提升 ， 进一步推动国产替代进程 。


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