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功率|抢占新一代半导体制高点 业界建言“十四五”需提高产业化能力

本报采访人员 吴静 卢志坤 北京报道
“产业链、供应链在关键时刻不能掉链子 ， 这是大国经济必须具备的重要特征 。 ”
2020年第21期《求是》杂志发表的重要文章《国家中长期经济社会发展战略若干重大问题》中 ， 产业链安全再次被强调 。
在今年的疫情压力测试下 ， 我国完备的产业体系、强大的动员组织和产业转换能力 ， 为疫情防控提供了重要物质保障 。
同时 ， 疫情考验也更加验证了 ， 要想保障我国产业安全和国家安全 ， 就必须要着力打造自主可控、安全可靠的产业链、供应链 ， 力争重要产品和供应渠道都至少有一个替代来源 ， 形成必要的产业备份系统 。 这一点 ， 在半导体产业已得到充分体现 。 近年来 ， 通讯行业龙头中兴、华为等遭到美国制裁让行业深切体会到在关键技术被“卡脖子”的严重后果 。
过往落后的局面已成历史 ， 眼下 ， 在半导体这个长周期产业中 ， 如何在尚有广阔空间的市场占领优势是当前的重中之重 。
国产替代的春天
作为一个长周期产业 ， 国内要想在半导体行业实现“弯道超车“并不容易 。 而伴随着第三代半导体的兴起 ， 行业迎来新的发展机遇 。
第三代半导体主要应用于光电子、电力电子、微波射频方向 ， 具体应用领域包括可见光通信、医疗健康、工业机电、新能源并网、轨道交通、电动汽车、智能电网、消费电子 ， 以及雷达、卫星通讯、移动基站等领域 。
相比较第一、二代半导体 ， 目前第三代半导体处于发展初期 ， 国内和国际巨头基本处于同一起跑线 。 而我国作为第三代半导体最大的应用市场 ， 可以根据市场定义产品 ， 而不是像以前跟着国际巨头做国产化替代 。
另外 ， 第三代半导体工艺产线对工艺尺寸要求不高 ， 从而对设备要求低 。 其难点不在设备、逻辑电路设计 ， 而在于工艺 ， 工艺开发具有偶然性 ， 相比较逻辑芯片难度降低 。
目前 ， 产、学、研各界均认为 ， 国内在第三代半导体行业有较大发展和赶超空间 。 其中 ， 功率半导体尚有较大空间 。
所谓功率半导体 ， 按照集成度可以分为功率器件（各种二极管）和功率IC（集成电路）等 。 而功率器件主要功能是实现各种功率转换 。 它可以精确地调节电路中的电压、电流、频率等参数 ， 被誉为电力电子装置中的“CPU” 。
功率半导体下游应用十分广泛 ， 主要包括消费电子、新能源汽车、可再生能源发电及电网、轨道交通、白色家电、工业控制等 ， 目前市场规模呈现稳健增长态势 。
目前 ， 全球的功率半导体器件主要由欧洲、美国、日本三个国家和地区提供 ， 他们凭借先进的技术和生产制造工艺 ， 以及领先的品质管理体系 ， 大约占据了全球70%的市场份额 ， 这个领域的龙头基本都是海外巨头 ， 比如英飞凌、三菱等 。
在需求端 ， 据统计 ， 全球约有39%的功率半导体器件产能被中国大陆消耗 ， 是全球最大的需求大国 ， 但其自给率却仅有10% ， 严重依赖进口 。 在功率半导体领域 ， 我国的市占率极低 ， 最大的龙头公司也不足世界2%左右的份额 ， 可谓是“国产替代”的春天 。
从市场需求来看 ， 新能源汽车和充电桩、可再生能源发电、工业控制和变频家电成为功率半导体的主要增长驱动力 ， 而中国在这些市场均有较大的需求量 。
具体来看 ， 在新能源汽车领域 ， 根据市场机构测算 ， 2020年全球新能源乘用车销售量合计约2100万辆 ， 2030年合计约3100万辆 。 根据行业巨头英飞凌财报披露的各类新能源汽车功率器件用量估算市场空间 ， 2025年全球市场空间约370亿元 ， 2030年约570亿元 。 其中 ， 中国市场增量市场空间预测2025年达160亿元 ， 2035年达275亿元 。
随着我国新能源汽车行业进入高速发展阶段 ， 充电桩也会随着新车保有量的增加而进入密集建设期 ， 在今年初时 ， 已被纳入国家新基建范畴 。 第三方机构预测 ， 未来10年直流充电桩建设对功率器件需求超过500亿元 。


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