第三代半導體布局提速 國產(chǎn)勢力能否“換道超車(chē)”？

半導體材料目前已經(jīng)發(fā)展至第三代，從傳統Si（硅）功率器件IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）、MOSFET（金氧半場(chǎng)效晶體管），到以SiC（碳化硅）和GaN（氮化鎵）為代表的第三代半導體。在這條賽道上，企業(yè)融資并購、廠(chǎng)商增資擴產(chǎn)、新玩家跑步入場(chǎng)、新項目不斷涌現。與半導體市場(chǎng)整體“低迷”的現狀不同，第三代半導體市場(chǎng)則煥發(fā)著(zhù)別樣生機。

近日，國家第三代半導體技術(shù)創(chuàng )新中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“國創(chuàng )中心”）在北京召開(kāi)第一屆理事會(huì )第一次會(huì )議，標志著(zhù)國創(chuàng )中心正式邁入實(shí)際運行階段。國創(chuàng )中心由科技部批復同意建設，旨在瞄準國家戰略需求，統籌全國優(yōu)勢力量，聚焦第三代半導體關(guān)鍵核心技術(shù)和重大應用方向，推進(jìn)各類(lèi)相關(guān)創(chuàng )新主體和創(chuàng )新要素有效協(xié)同，輸出高質(zhì)量科技創(chuàng )新成果，培育發(fā)展新動(dòng)能，推動(dòng)我國第三代半導體產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新能力整體躍升。據悉，在第三代半導體領(lǐng)域，我國擁有不遜色于歐美的專(zhuān)利技術(shù)，甚至在一些領(lǐng)域還出現了“換道超車(chē)”的情況。

多位長(cháng)期關(guān)注第三代半導體發(fā)展的專(zhuān)業(yè)人士對《中國經(jīng)營(yíng)報》記者表示，第三代半導體，指的是以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導體材料。新能源車(chē)、光伏、風(fēng)電等新興領(lǐng)域，都是我國重點(diǎn)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。隨著(zhù)下游需求市場(chǎng)的持續擴大，將帶動(dòng)第三代半導體市場(chǎng)產(chǎn)值不斷增長(cháng)，國產(chǎn)替代加速推進(jìn)。

擴產(chǎn)進(jìn)行時(shí)

近年，第三代半導體在多個(gè)領(lǐng)域嶄露頭角。以碳化硅、氮化鎵為主的第三代化合物半導體已然成為產(chǎn)業(yè)端、投資界的寵兒，第三代半導體材料與前兩代半導體材料相比，其最大的優(yōu)勢是較寬的禁帶寬度，更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率的電子器件。

TrendForce集邦咨詢(xún)分析師曾佑鵬向記者表示，碳化硅功率元件下游市場(chǎng)中以汽車(chē)為最大應用，另外可再生能源、工業(yè)市場(chǎng)亦相當重要，預計今年碳化硅功率元件市場(chǎng)規模將達到15.9億美元，至2026年可攀升至53.0億美元。氮化鎵功率元件下游市場(chǎng)則以消費電子為主，數據中心與通訊以及后續的汽車(chē)應用同樣頗具潛力，預計今年氮化鎵功率元件市場(chǎng)規模有望達到2.6億美元，至2026年可成長(cháng)至17.7億美元。

根據Yole數據，預計到2023年，全球碳化硅材料滲透率有望達到3.75%。預計到2025年，碳化硅器件市場(chǎng)規模將達到32億美元，年均復合增長(cháng)率超30%。

以新能源汽車(chē)為例，據TrendForce集邦咨詢(xún)研究，為進(jìn)一步提升電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力性能，全球各大車(chē)企已將目光鎖定在新一代碳化硅功率元件，并陸續推出了多款搭載相應產(chǎn)品的高性能車(chē)型。隨著(zhù)越來(lái)越多車(chē)企開(kāi)始在電驅系統中導入碳化硅技術(shù)，預估2022年車(chē)用碳化硅功率元件市場(chǎng)規模將達到10.7億美元，至2026年將攀升至39.4 億美元。

需求高漲之下，近期，如Wolfspeed、安森美等多家第三代半導體國際巨頭競相宣布了新建工廠(chǎng)計劃。

Wolfspeed宣布將建造世界上最大的碳化硅材料工廠(chǎng)，其目的便是將公司在美國東南部的北卡羅來(lái)納州的碳化硅材料的產(chǎn)能提高10倍以上；安森美也同樣如此，計劃在2022年將碳化硅襯底產(chǎn)能提升4倍，其生產(chǎn)碳化硅器件的新廠(chǎng)于8月落成，該廠(chǎng)將使安森美到2022年底的碳化硅晶圓產(chǎn)能同比增加5倍。這兩家公司均表示碳化硅下游需求旺盛，預計產(chǎn)能供不應求局面將持續，碳化硅業(yè)務(wù)有望持續為公司貢獻營(yíng)收。

除此之外，日本富士電機計劃在2024年將下一代功率半導體產(chǎn)能提升至2020年的10倍左右；英飛凌預計斥資逾20億歐元，在馬來(lái)西亞居林工廠(chǎng)建造第三個(gè)廠(chǎng)區，用于生產(chǎn)碳化硅和氮化鎵功率半導體產(chǎn)品。

不僅僅是擴產(chǎn)，對優(yōu)質(zhì)標的的并購也成為巨頭廠(chǎng)商之間的主旋律。其中，ASM日前宣布收購LPE的所有流通股，且雙方已簽署了協(xié)議；而安森美對GTAT、Qorvo對UnitedSiC的并購則已完成。

國內廠(chǎng)商快速跟進(jìn)

國際巨頭在忙于擴產(chǎn)之際，天岳先進(jìn)（688234.SH）、晶盛機電（300316.SZ）、芯導科技（688230. SH）等國內廠(chǎng)商也相繼跟進(jìn)。

其中，天岳先進(jìn)最新披露的調研紀要顯示，公司位于上海臨港的上海天岳碳化硅半導體材料項目已經(jīng)成功封頂。天岳先進(jìn)表示，公司將繼續加快臨港項目產(chǎn)能建設，預計導電型襯底大批量供貨在上海工廠(chǎng)投產(chǎn)后將陸續釋放。另外，目前公司已通過(guò)車(chē)規級IATF16949體系的認證，并加快推動(dòng)相應產(chǎn)品的客戶(hù)認證工作。

不僅如此，在國家政策和資金支持下，各地方政府掀起了第三代半導體投資熱潮，目前已初步形成了京津冀魯、長(cháng)三角、珠三角、閩三角、中西部等五大重點(diǎn)發(fā)展區域，北京、深圳、濟南、保定等多個(gè)城市都有深入布局，政府也“置身事內”，打造覆蓋襯底、外延、芯片及器件、模組、封裝檢測以及設備和材料研發(fā)的第三代半導體全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)。

曾佑鵬表示，中國在新能源汽車(chē)、光伏儲能、軌道交通、特高壓、消費電子等下游應用市場(chǎng)引領(lǐng)全球，未來(lái)這些終端設施的迭代升級均離不開(kāi)第三代半導體的支撐。另外，相較于傳統硅基半導體，第三代半導體芯片制程對尺寸線(xiàn)寬、設計復雜度的要求相對較低，且部分設備例如光刻機、刻蝕機的精細化要求同樣較低，這十分有助于中國在第三代半導體材料、設備、器件等環(huán)節實(shí)現國產(chǎn)替代。

洛克資本合伙人李音臨認為，國產(chǎn)替代是一直在進(jìn)行的，目前國內的第三代半導體產(chǎn)業(yè)在襯底材料、外延、設計制造等各個(gè)環(huán)節，均有對標海外巨頭的企業(yè)。而成本的下降，主要依托制造工藝的效率提升，對于最擅長(cháng)在已經(jīng)證實(shí)可行的領(lǐng)域中降本增效的中國企業(yè)來(lái)說(shuō)，該賽道已經(jīng)進(jìn)入了最有利于中國企業(yè)的階段。

盡管如此，目前國內的第三代半導體仍存在一些短板。

曾佑鵬表示，中國第三代半導體在技術(shù)成熟度、穩定量產(chǎn)能力、產(chǎn)業(yè)鏈配套等方面與海外還存在較大差距，例如電動(dòng)汽車(chē)主驅、特高壓電網(wǎng)用碳化硅功率器件現階段完全依賴(lài)進(jìn)口，另外5G基站用的氮化鎵射頻器件仍缺少穩定可靠的產(chǎn)品供貨能力。

方融科技高級工程師、科技部國家科技專(zhuān)家周迪對記者表示，我國的第三代半導體材料上面還存在著(zhù)許多短板。例如對材料研究方面，還不如美日歐，行業(yè)高端產(chǎn)品應用不足，難以形成產(chǎn)業(yè)循環(huán)。同時(shí)還存在無(wú)序競爭嚴重的問(wèn)題。

除此之外，目前第三代半導體的市場(chǎng)滲透率并不算理想。

李音臨向記者分析道，目前，第三代半導體在全部半導體應用市場(chǎng)中的滲透率并不高，只有5%左右；全球半導體元器件市場(chǎng)規模約5000億美元，但其中半導體材料只有700億美元，而其中5%使用了第三代半導體材料，也就是第三代半導體材料市場(chǎng)規模只有35億美元左右。而行業(yè)預測到2025年，全球第三代半導體材料市場(chǎng)規模能突破52億美元。第三代半導體目前滲透率低的原因，在于制作工藝復雜導致的成本高企，5年前碳化硅、氮化鎵相比硅基器件價(jià)格貴了接近8倍，現在技術(shù)進(jìn)步成本逐步降低，讓兩者價(jià)差縮小到了4倍以?xún)?，但依舊昂貴。成本也是目前國內外第三代半導體行業(yè)的最大短板。