半导体产业是全球竞争焦点。第三代半导体新材料快速崛起，未来10年将对全球半导体产业格局的重塑产生至关重要的影响。第三代半导体材料除了新能源汽车，在工业控制、电力、轨道交通、消费电子等方面有广泛应用。全球范围内，美国、欧洲、日本、中国在第三代半导体发展上处于“四足鼎立”状态。中国第三代半导体的产业链完整，第三代半导体应用驱动的发展模式有利于中国这种制造和市场大国。

　　从“萌芽期”走向“成长期” 第三代半导体市场渗透加速

　　*近一段时间，泰科天润总经理陈彤一直待在厂里盯生产。陈彤告诉中国经济时报记者，“碳化硅二极管、三极管等供不应求，客户要求高、要求急。”

　　自从特斯拉率先让碳化硅Mosfet器件上车以来，碳化硅等第三代半导体的应用进度和市场空间都打开了想像力。随着5G基站大规模部署、新能源汽车市场开启、PD快充市场爆发等，我国第三代半导体产业加速抢跑，须加快提升第三代半导体产业链的全球竞争力。

　　泰科天润在湖南拥有6英寸碳化硅半导体工艺晶圆生产线月份以来，碳化硅芯片量产线进入全面爬升阶段，争取早日实现年产6万片6英寸碳化硅功率芯片的设计目标。陈彤说：“2021年上量以后，今年主要是加快提升生产能力，市场需求上升很快。”

　　2022年以来，多家上市公司加大在第三代半导体领域的布局力度、技术研发和产品创新提速。新洁能6月23日表示，碳化硅Mosfet目前正处于评估和可靠性考核阶段，计划下半年向光伏逆变器客户送样试用。斯达半导7月14日表示，车规级碳化硅模块在新能源汽车行业开始大批量装车应用。露笑科技7月28日表示，碳化硅生产线已投产并实现小批量供货，预计到今年年底可实现5000片/月的供货量。

　　碳化硅衬底下游应用空间巨大。今年初，天岳先进的招股说明书显示，公司尚未形成大批量的导电型衬底销售。7月22日天岳先进称，该公司签订近14亿元6英寸导电型碳化硅衬底产品销售合同。

　　安徽芯塔电子科技有限公司总经理倪炜江告诉本报记者：“公司的销售额已达到千万元以上。在应用市场方面，在要求高效率、高功率密度的领域，碳化硅的渗透率很高。如在新能源产业的光伏、储能、快速充电等，碳化硅器件已是*一优选方案。随着新能源产业快速发展，碳化硅市场将保持快速增长，未来还有几十倍的增长空间。”

　　光荣资产管理（北京）有限公司合伙人耿博在半导体行业有近20年的从业和投资经验。据他观察，2022年上半年，我国第三代半导体产业的场景应用，如新能源汽车等因供应链和停产不顺畅，受到一定影响，但6月份以后逐渐回暖，目前的发展势头不错。许多第三代半导体企业正在积极开拓市场，扩产备货。

　　“新能源汽车对碳化硅功率器件的需求持续旺盛，以数据中心和5G基站为代表的新基建、光伏逆变器、储能等应用市场增长很快。氮化镓在消费类电子的快充、无线充电、数据中心电源等领域的渗透很快，这都是拉动第三代半导体市场发展的重要力量，看好2022年的市场需求。”耿博对本报记者说。

　　赛迪顾问集成电路产业研究中心总经理滕冉对本报记者表示，我国第三代半导体市场开始从“萌芽期”走向“成长期”，未来第三代半导体将在新能源汽车、数据中心、特高压输变电、高速铁路、消费电子等领域持续扩大应用。据赛迪顾问预测，2022年我国第三代半导体市场规模将达到616亿元。

　　尽管碳化硅功率半导体受到市场关注，但供给缺口短期内弥补并非易事。据陈彤介绍，半导体行业形成生产力的周期比较长。从组织资金到形成生产力，一般至少需要五年左右。由于碳化硅的技术属性，产量实现快速增长不太现实，市场供不应求的情况可能持续四五年。

　　倪炜江认为，2022年是第三代半导体爆发的一年，三代半功率器件应用在终端市场快速发展：新能源汽车厂商纷纷推出或计划研发搭载碳化硅器件的新能源车型，碳化硅器件在光伏储能、高端电源等领域快速渗透。在下游端的快速驱动下，碳化硅、氮化镓等材料在5G射频、新能源汽车等领域将快速增长，以满足传统硅材料无法实现的巨大需求。未来几年内，新能源汽车将是推动碳化硅产业蓬勃发展的主力军。

　　第三代半导体市场投融资持续升温。耿博认为，第三代半导体整个产业链的投资规模正不断提升，关键节点上的有效投资越来越受到机构关注，如碳化硅商业化衬底领域的扩晶体（从6英寸到8英寸）、先进切割工艺、器件制成产线、配套材料设备等。

　　“从第三代半导体产业链未来发展的行业分工看，比如SiC行业，一类是材料供给商，一类是器件和模块供应商。未来具备产业链延展整合能力的企业具有投资价值，有完整团队和技术创新基础、自有制程工艺和产线保障的行业垂直整合能力、有稳定供应链保障的企业将有发展空间。”耿博说。

　　第三代半导体材料凭借性能优势已在消费电子、工业和新能源汽车等领域批量使用。倪炜江认为，随着第三代半导体更大规模化的生产和应用，性价比进一步提高以后，产品的渗透率将更高。随着整个产业快速发展，未来的胜出者将是有技术积累和创新能力的企业。

　　如何提升产业链供应链现代化水平？滕冉建议，促进创新链与产业链供应链的融通发展，打通产业链供应链关键堵点；推动产业链供应链跨区域融通协作，优化产业链供应链布局；不断拓展融入全球产业链供应链的空间，提升能力和水平。

　　*一代半导体兴起于20世纪50年代，以硅、锗等元素半导体为主要代表，其典型应用是超大规模集成电路芯片，是人类进入信息社会的基石，迄今依然在半导体产业中处于主导地位。

　　第二代半导体兴起于20世纪70年代，以***化镓、磷化铟为代表的化合物半导体，弥补了Si材料在发光和高速输运性质上的局限，应用于长波长光电子（红外）和微波射频电子技术，是人类进入光通信和移动通信时代的基础。

　　第三代半导体兴起于20世纪90年代，以氮化镓、碳化硅等带隙宽度明显大于硅和***化镓的宽禁带半导体材料为代表，具备击穿电场高、热导率大等性能，功率芯片将大幅提升特高压柔性电网、高速列车、新能源汽车、工业电机、智能制造等能源利用效率和智能化水平，射频芯片支撑5G/6G通信的核心数据传输功能，对新兴产业的带动面广、拉动性强。

　　美欧日中在第三代半导体发展上“四足鼎立”

　　2022年7月底，美国和日本宣布成立下一代半导体研究中心，将研究开发2纳米芯片技术。日本经济产业大臣萩生田光一表示，“半导体研究中心将对志同道合的国家开放。”半导体行业“一石激起千层浪”。

　　当前，第三代半导体产业发展得如火如荼，在现代工业、通信等领域都有巨大的应用前景。苏州、长沙、合肥、南昌等地都在布局半导体产业园，希望提高在全球的竞争力。接受中国经济时报记者采访的人士表示，全球范围内，美国、欧洲、日本、中国在第三代半导体发展上处于“四足鼎立”状态。

　　第三代半导体材料，又称宽禁带半导体材料，发展较为成熟的是碳化硅和氮化镓材料。除了新能源汽车，碳化硅和氮化镓功率器件在工业控制、电力、轨道交通、消费电子等方面有广泛应用。

　　美日欧为了抢占第三代半导体技术的战略制高点，从2000年就开始通过国家级创新中心、联合研发等形式，实现了第三代半导体技术的加速进步。第三代半导体的市场需求也持续攀升，在全球范围掀起投资热潮。

　　以全球第三代半导体产业的龙头企业为例，美国Cree继续深化在SiC晶圆和射频器件领域的优势，2019年投资10亿美元用来扩大SiC产能，包括整合一座8英寸晶圆厂和一座SiC材料工厂，并收购英飞凌射频功率事业部。英飞凌出售射频功率业务后，专注在汽车和功率半导体市场，2018年收购SiC企业Sil?tectra，2019年以90亿欧元并购赛普拉斯半导体，通过合并，英飞凌将成为*一大汽车芯片供应商。

　　2020年意法半导体与台积电达成合作，加速氮化镓制程技术开发，将分立式与集成式氮化镓元件导入市场。2021年，美国雷神公司与世界第三大晶圆代工厂格芯签约，合作开发新型硅基氮化镓半导体，为5G和6G移动和无线基础设施带来更先进的射频性能。

　　中国2004年开始部署对第三代半导体的研究。2015年，中国科学院物理研究所陈小龙团队与天科合达合作，研制出6英寸碳化硅晶片，2020年实现6英寸晶片规模化生产和销售。2020年天科合达启动8英寸晶片研发工作。而美国Cree在2019年已投资建设8英寸晶片产线英寸SiC单晶衬底，陈小龙团队通过10多年的自主研发，使国内SiC晶圆与国外的技术差距逐步缩小。

　　苏州纳维科技有限公司在2010年研制出*一片2英寸氮化镓晶片，2015年实现量产。2016年美国加州大学研究组在《应用物理》杂志上评价国际上2英寸氮化镓单晶产品质量，苏州纳维的2英寸氮化镓名列*一。

　　苏州晶湛半导体有限公司2014年发布8英寸硅基GaN外延片。2017年，英诺赛科（珠海）科技有限公司的8英寸硅基氮化镓生产线通线投产，成为国内首条实现量产的8英寸硅基氮化镓生产线。同年，杭州士兰微电子股份有限公司打通6英寸硅基氮化镓功率器件中试线。聚能晶源（青岛）半导体材料有限公司2018年研制出达到全球领先水平的8英寸硅基GaN外延片。

　　苏州工业园负责人对本报记者表示，全球范围内，美国、欧洲、日本、中国在第三代半导体发展上处于“四足鼎立”状态。欧洲的第三代半导体企业主要集中在应用端，日本在第三代半导体晶圆制造上有深厚的积累。中国第三代半导体的产业链比较完整，诞生了一批材料（天岳、晶湛、纳维、瀚天天成）、制造（中电科、士兰微、积塔）、器件模组（斯达、三安、悉智）公司。国内第三代半导体重点企业集中在长三角、珠三角、闽三角、京津冀、中西部地区。京津冀地区以高校、科研院所为主体，研发实力较强，基础研究居多。长三角地区以材料、晶圆制造、封装、器件为主，是全国第三代半导体产业链*为完整的区域。珠三角及闽三角地区以LED照明和新型显示为主，形成了产业特色。中西部地区以航空航天和国防军工需求为主体。

　　据第三代半导体产业技术创新战略联盟（CA?SA）统计，2019年，中国SiC、GaN电力电子和微波射频产值超过60亿元。2019年中国GaN微波射频产值规模近38亿元，相比SiC、GaN电力电子器件，其产值更高。

　　记者查阅资料发现，中国SiC、GaN电力电子器件主要应用于新能源汽车、消费类电源和工商业电源应用。在消费电子方面，GaN快充电源作为新应用带来较大的市场，小米、OPPO、华为等手机厂商相继推出GaN快充。在新能源汽车方面，比亚迪、吉利、一汽集团、江淮汽车、长城汽车等车企都在新能源汽车中采用SiC。SiC电力电子器件正加速进军轨道交通领域。GaN射频器件主要应用在军工雷达和5G基站，华为、诺基亚、中兴的多数5G基站已采用GaN的PA器件。

　　2020年，中鸿新晶第三代半导体产业集群项目签约落地，投资总额为111亿元，计划3年内完成第三代半导体产业集群初步建设。三安光电宣布，在长沙投资建设第三代半导体研发及产业化项目，投资总额160亿元。露笑科技宣布，在合肥投资建设第三代功率半导体（碳化硅）产业园，投资总规模预计100亿元。江西康佳半导体高科技产业园落户南昌，总投资300亿元。苏州工业园有世界级的大科学装置——纳米真空互联实验站，还有微纳制造中试平台，按照芯片代工厂标准打造。苏州纳米城将引进第三代半导体高端项目，打造第三代半导体产业创新集群。

　　有效整合资源 突破第三代半导体核心技术

　　——访第三代半导体产业技术创新战略 联盟理事长吴玲

　　第三代半导体被认为是*有希望重塑全球半导体产业竞争格局的突破口。第三代半导体产业技术创新战略联盟理事长吴玲在接受中国经济时报记者专访时认为，当前正值全球半导体竞争力重构的历史关键期，需要从国家层面制定实施精准、持续、稳定的第三代半导体发展战略和支持政策，才能在核心技术突破的同时建立产业创新体系，形成若干龙头品牌企业，提升我国在全球半导体产业的话语权。

　　中国经济时报：半导体领域的国产替代正在加快。目前，我国第三代半导体的技术发展和产业化应用情况如何？

　　吴玲：当前，国际第三代半导体材料、器件实现了从研发到规模性量产的跨越，已进入产业化快速发展阶段，在新能源汽车、高速列车、5G通信、光伏并网、消费类电子等多个重点应用领域实现了突破，未来5年将是第三代半导体产业发展的关键期。

　　全球资本加速进入第三代半导体材料、器件领域，产能大幅度提升，企业并购频发，正处于产业爆发前的“抢跑”阶段。美国、日本、欧洲在已有半导体产业优势基础上，通过设立国家级创新中心、产业联盟等形式，引领、加速并抢占全球第三代半导体市场。我国第三代半导体领域在国家科技计划的支持下，初步形成了从材料、器件到应用的全产业链。

　　目前，我国半导体照明自主可控，光电子与微电子深度融合，跨界创新应用有望引领发展。微波射频开始国产替代，部分技术达到国际先进水平。功率电子契合国家“双碳”目标要求，需求拉动产业链能力提升，但车规级、电网级高端产品与国际先进水平仍有差距。

　　尽管我国在第三代半导体技术和产业方面与国际有一定差距，但在第三代半导体的应用需求和制度安排上有战略优势，应用驱动的发展模式有利于中国这种制造和市场大国。中国引领的全球能源互联网、轨道交通、新能源汽车、5G移动通信、消费电子等应用市场，都离不开第三代半导体的支撑。相较硅集成电路，第三代半导体材料对芯片性能起决定性作用，芯片制造工艺门槛相对低、投资小，对尺寸线宽、设计复杂度的要求远低于硅集成电路，在材料、装备、设计和芯片代工方面都有发展势头好的企业，是适合中国目前发力的半导体具体领域。

　　中国经济时报：如何加快补齐第三代半导体产业链短板，加快提升产业链供应链现代化水平？

　　吴玲：第三代半导体有紧迫的国家战略需求和明确的应用目标导向，任务覆盖链条长、应用范围广、跨领域跨学科，需要立足全国一盘棋、全链条设计、一体化实施，把项目、人才、平台、基地和产业金融等资源有效整合。

　　聚焦国家战略，重大项目牵引，凝聚创新合力。尽快启动国家2030重大项目和材料国家实验室，创建重大项目、创新中心、产业基地、基金一体化组织模式。引入专业第三方参与组织、协调和管理。建立目标明确、权责清晰、体系化任务型的产学研创新联合体，突破核心材料和装备制约。建立军转民协同创新模式，引导产业集群化发展等。

　　应用促发展，培育龙头，加速产业化能力提升。发挥大市场优势，建立技术供给与市场化拉动一体化的实施机制。通过中央与地方政府投入，带动企业和社会资本投入，加快迭代研发，打通产业链条。完善材料测试评价方法和标准，搭建国家级测试验证和生产应用示范平台。培育细分领域国际龙头品牌企业，优化产业布局和产业链结构。

　　多措并举，完善产业生态发展环境。支持产业创新联盟作为第三方非营利实体，组织牵头创新联合体群。引导各类资本参与创新项目的市场化、规模化放大。引进和培育由战略性领军人才、创新创业人才。注重知识产权战略，建立有竞争力的专利池。构建有序开放的技术标准与检测认证服务体系，主动参与国际标准制定，提高国际标准话语权等。

　　开放创新，推进精准深入的国际合作。因势利导把握契机，加快巩固中欧科技合作，系统性地、*大限度地利用好欧洲在半导体领域的领先地位，聚集全球创新资源。吸引国外有基础、有意愿与中国深化合作的优质科技企业落地中国，带动本土产业链发展，推动中国企业与全球产业链紧密合作，开展常态化海外项目的输送与技术转移。

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　　监 制丨王辉李丕光 王彧 刘卫民

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