共话第三代半导体产业国产化发展机遇与挑战 上交所举办科创板新质生产力系列行业沙龙第二期

  日前结束的中央经济工作会议提出，要以科学技术创新推动产业创新，特别是以颠覆性技术和前沿技术催生董事长宗艳民介绍，“相较于传统半导体材料，第三代半导体材料具备击穿电场高、热导率高、电子饱和速率高、抗辐射能力强等优势，更适合制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。”

  第三代半导体以此特有的性能优势，在半导体照明、新能源汽车、新一代移动通信、并网、高速轨道交通等领域具有广阔的应用前景。2020年9月，第三代半导体被写入“十四五”规划，在技术、市场与政策的三力驱动下，近年来国内涌现出多家第三代半导体领域龙头公司。

  作为专注于功率半导体的IDM公司，多年前就布局第三代半导体，基于自身硅基器件设计、制造和销售优势，建设了6英寸半导体生产线，覆盖从晶圆制造到成品封装全产业链。总裁李虹表示，“公司目前6英寸的和晶圆线均已稳定量产，如碳化硅JBS、碳化硅MOS能比肩国际领先水平，在工业和汽车领域为较多标杆客户批量出货。”

  芯联集成同样积极布局第三代半导体，从2021年起开始投入碳化硅MOSFET芯片、模组封装技术的研发和产能建设，并在两年时间里完成了3轮技术迭代，碳化硅MOSFET的器件性能已经与国际领先水平同步，实现了6英寸5000片/月碳化硅MOSFET芯片的大批量生产。芯联集成总经理赵奇表示，“2024年公司还将建成国内首条8英寸碳化硅MOSFET产线，碳化硅业务对公司营业收入的贡献将持续快速提升。”

  专注于碳化硅衬底的，成立于2010年，董事长宗艳民表示，“自成立以来，公司集中精力做好一件事，就是要把材料做出来，能够产业化，还要赶超海外，目前这个目标我们已做到了。” 天岳先进是全球少数能批量供应高质量4英寸、6英寸半绝缘型碳化硅衬底的企业，并实现了6英寸导电型碳化硅衬底的批量销售，以及8英寸导电型碳化硅衬备。

  目前，全球第三代半导体行业整体处于起步阶段，并正在加速发展。与会嘉宾都表示，我国在第三代半导体领域进行了全产业链布局，各环节均涌现出具有国际竞争力的企业。相比硅基半导体而言，在第三代半导体领域和国际上处于同一个起跑线，有望实现国产化发展。

  华润微总裁李虹认为，“从事碳化硅衬底和外延的国内头部厂家从产量、质量上已经接近国际领先水平，未来基于规模化、良率提升等成本进一步下降，将很具有竞争力。”

  芯联集成总经理赵奇同意上述观点，并表示，“在器件领域，国内企业碳化硅二极管、器件也都已实现国产化。最难的能够适用于车载主驱逆变器的碳化硅MOSFET器件和模块，芯联集成从2023年也开始实现量产。未来，国产化发展数量将进一步快速提升。”

  从材料端来看，天岳公司在半绝缘衬底、车规级衬底的应用已经走在国际前列，董事长宗艳民表示，“目前碳化硅衬底不仅仅可以满足国内需求，实现了全部国产化发展，而且还实现了向海外输出，公司已成为包括英飞凌、博世等海外头部企业的主要供货商。”

  会上，提及碳化硅产业能否实现实质性突破，与会嘉宾也坦言仍存在不小挑战，根本在于性价比能否实现和IGBT相比拟。芯联集成总经理赵奇指出，“考虑碳化硅器件对总系统性能提升的优势，只有当碳化硅器件的成本达到对应IGBT器件成本的2.5倍以下时，才是碳化硅器件大批量进入商业化应用的时代。在这样的一个过程中，衬底、外延、器件生产的良率不断的提高是需要整个产业链通力合作的一个重要降成本方向。”

  华润微总裁李虹认为，“第三代半导体由于不同于硅基材料的物理特性，使得制造难度大幅度的提高。同时，第三代半导体材料的缺陷率也明显高于硅基材料，对于制作的完整过程中的缺陷控制也是业内努力提升的重要方向。另外，在封装阶段，围绕碳化硅特性的新封装材料和封装工艺仍在探索和攻关。”李虹呼吁，“产业链上下游通力合作，努力缩短并赶超国际水平。”

  天岳先进董事长宗艳民也表示，“碳化硅材料的缺陷是影响良率和成本的重要的条件，公司将继续在缺陷管理方面加大基础性研发技术。同时，随着终端应用的逐步扩大，衬底规模化生产之后有望逐步降低成本。”

  为进一步整合上下游资源，提升市场竞争力，行业头部公司正在加紧产业布局。例如，芯联集成于2023年下半年分拆碳化硅业务，联合博世、小鹏、立讯精密、上汽、宁德时代、阳光电源等、汽车及半导体相关上下游企业，成立了专注于碳化硅业务的芯联动力科技（绍兴）有限公司，定位于车规级碳化硅芯片制造及模块封装的一站式系统解决方案提供者。

  华润微总裁李虹也介绍道，“公司对上游材料、自身的器件制造以及下游的市场应用端都有着长远的规划和布局，比如通过投资入股、收购兼并、产业协同等方式来完善和强化产业链。”

  同时，与会嘉宾也呼吁相关产业政策加大对上下游合作的支持。天岳先进董事长宗艳民提出，“国内产业链已经很成熟，可为终端应用提供较为可靠的功率器件。希望政府能够继续引导产业链上下游加强合作，共同构建我们的祖国第三代半导体的竞争优势。”

  对于未来的市场需求和增长空间，与会嘉宾均认为第三代半导体属于蓝海市场，显示出充分的信心。根据yole数据，预计2028年全球碳化硅市场规模将高达89.06亿美元，氮化镓市场规模将达47亿美元。对于上述数据，与会嘉宾不约而同表示符合预期，甚至实际增长可能超预期。

  华润微总裁李虹表示，“碳化硅市场目前正处于成长期，主要基于一是碳化硅主要的应用市场如新能源汽车、充电桩、光伏、储能等行业正处于加快速度进行发展期，二是碳化硅、氮化镓由于其高压高温高频特性，在很多应用领域逐步替代硅基产品的市场占有率，比如空压机、不间断电源、射频电源等。慢慢的变多有一定技术能力的公司正在围绕碳化硅功率器件特性设计下一代新产品，可以预期未来一两年碳化硅功率器件市场将有质的变化。”

  芯联集成总经理赵奇也指出，“调查研究机构预估接下来几年全球第三代半导体年复合增长率在30-40%。对于中国企业而言，由于我们在新能源汽车、光伏等主要终端应用市场占据了一马当先的优势，预计将实现高于全球平均的增长曲线。”同时，赵奇进一步分析了未来碳化硅器件四个主要的应用场景，分别是新能源车的主驱逆变器、车载充电机、光伏/风力电站和的逆变器、大于万伏的超高压输配电。其中，电动车800V超充技术升级后，2024年会是碳化硅器件大量使用到车载主驱逆变器的一年。

  处于产业链上游的天岳先进，对于市场需求的爆发有强烈直观的感受。天岳先进董事长宗艳民表示，“目前英飞凌、博世等海外头部企业的扩产力度很强，期待国内的制造厂商持续加大扩产力度，抓住行业发展的机遇，巩固中国市场的优势。”

  谈及未来产业格局和市场博弈的焦点，芯联集成总经理赵奇表示，“国内第三代半导体产业正在从‘春秋时代’进入‘战国时代’，竞争一定会激烈，这也是产业成熟化的必由之路。市场博弈的焦点会是技术领先性、技术创造新兴事物的能力、规模大小、性价比。”

  天岳先进董事长宗艳民认为，“从碳化硅衬底来看，实现规模化量产存在较高的技术门槛。虽然据报道有多家公司投资碳化硅衬底生产，但是从客户端看，能够规模化、批量供应高品质衬底的厂家供货能力依然不足。”

  华润微总裁李虹同样认为，“目前入局第三代半导体的企业众多，大家都在积极努力往产业化的道路上耕耘。华润微在第三代半导体领域具有前瞻性布局和全面性规划，在碳化硅、氮化镓领域不断寻求技术突破并不断丰富产品系列，积极拓展新能源、汽车电子、高端消费电子等潜力赛道，对于第三代半导体的前景和未来，公司充满信心。公司作为全产业链一体化半导体企业，也将充分的发挥IDM商业模式优势，协同上下游，通力合作，为我国在第三代半导体领域的发展作出应有的贡献。”