“以第三代半導體為代表的化合物半導體，在全球信息和能源發(fā)展中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是我國重構(gòu)全球半導體產(chǎn)業(yè)競爭格局的重要突破口?！?月9日，2024九峰山論壇暨化合物半導體產(chǎn)業(yè)博覽會在湖北武漢舉行，中國工程院院士、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會主任干勇在開幕式上致辭時表示。

“重要突破口”意味著巨大的產(chǎn)業(yè)機遇，以新能源車企和光電龍頭為代表的一批上市公司也爭相重金投入。據(jù)第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟統(tǒng)計，2023年，第三代半導體功率電子領域融資項目78起，披露金額約440億元，相較于2022年披露的63.2億元大幅增長。另據(jù)統(tǒng)計，2023年SiC（碳化硅）相關(guān)投資超過千億元。

“換道超車”機遇

在以第三代半導體為代表的化合物半導體領域，我國和相關(guān)發(fā)達國家處于同一起跑線，有望實現(xiàn)“換道超車”。干勇介紹，當前我國化合物半導體產(chǎn)業(yè)鏈基本形成，有機會形成有國際競爭力的產(chǎn)業(yè)體系。

干勇院士給出了三條理由：一是總體上與國際水平比較接近，在光電子領域?qū)崿F(xiàn)局部領先，微波射頻本土化發(fā)展良好，功率電子需求拉動產(chǎn)業(yè)鏈能力提升；二是在全產(chǎn)業(yè)鏈無明顯卡點，對尺寸線寬、設計復雜度的要求遠低于集成電路，能夠在一定程度上擺脫對高精度光刻機等先進加工設備的依賴；三是國內(nèi)市場將會在相當長一段時間內(nèi)保持較高增速，消費類電子產(chǎn)品、新能源汽車、5G移動通信、高效智能電網(wǎng)等領域展示出廣闊的、不可替代的應用前景，預計將形成萬億級規(guī)模的應用市場。

國內(nèi)頭部企業(yè)已進入國際供應鏈及全球TOP供應商行列。譬如，在碳化硅襯底環(huán)節(jié)，天科合達、天岳先進在國內(nèi)市場占有率分別達到17%和15%，并進入英飛凌供應鏈體系。

第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長吳玲說，在化合物裝備板塊，我國也取得了顯著進步。當天該聯(lián)盟發(fā)布的《第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2023）》顯示，碳化硅襯底設備國產(chǎn)化率超過80%，外延設備國產(chǎn)化接近50%，芯片設備國產(chǎn)化40%左右，但部分關(guān)鍵設備仍依賴進口。

龍頭爭相布局

最大的增量需求來自新能源汽車產(chǎn)業(yè)。2023年，第三代半導體功率電子器件模塊市場規(guī)模達到153.2億元，同比增長45%。其中，來自新能源汽車的業(yè)務占比超過70%。

為保障供應鏈安全，提高生產(chǎn)效率，各大車企紛紛加大對化合物的布局。以瞻芯電子為例，在其成立以來的7輪融資中，先后有北汽產(chǎn)業(yè)投資、小米集團、廣汽資本、小鵬汽車、上汽投資等一眾產(chǎn)業(yè)資本支持。瞻芯電子是國內(nèi)領先的碳化硅功率半導體和芯片解決方案提供商。再如2023年獲得135億元融資的積塔半導體，此前已與吉利科技集團達成戰(zhàn)略合作。

“在全球產(chǎn)業(yè)重組的背景下，化合物半導體的發(fā)展為我國光電子企業(yè)打開了本土發(fā)展、技術(shù)進步的窗口?！比A工科技黨委書記、董事長馬新強說。

當天，華工科技發(fā)布了碳化硅檢測系列新品以及首套國產(chǎn)高端半導體晶圓激光切割系列裝備。華工科技子公司華工激光副總經(jīng)理、精密系統(tǒng)事業(yè)群總經(jīng)理王建剛介紹，公司目前開發(fā)的產(chǎn)品已覆蓋化合物半導體前道和后道制程，包括碳化硅襯底外觀缺陷檢測，晶圓激光標刻裝備、晶圓激光退火裝備，晶圓激光表切裝備、晶圓激光隱切裝備，和碳化硅晶圓關(guān)鍵尺寸測量設備等。

“長飛先進半導體在現(xiàn)有年產(chǎn)6萬片碳化硅晶圓產(chǎn)能基礎上，穩(wěn)步推進年產(chǎn)36萬片碳化硅晶圓的武漢基地項目建設。”長飛光纖總裁、安徽長飛先進半導體有限公司董事長莊丹介紹。長飛先進半導體武漢基地項目總投資200億元，一期投資80億元，已于2023年9月開工，預計2025年建成。

產(chǎn)業(yè)體系和生態(tài)亟待完善

吳玲提到，當前我國第三代半導體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨著一些困難，如核心材料和器件的規(guī)?；a(chǎn)能力亟待突破；開放的、企業(yè)深度有效參與的研發(fā)中試和驗證平臺能力有待提升；企業(yè)小、散、弱，低水平同質(zhì)競爭，產(chǎn)業(yè)集中度低，產(chǎn)業(yè)體系和生態(tài)亟待完善等。

“希望打造公共、開放、共享的平臺，與更多合作伙伴共同點亮化合物半導體平臺、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)的‘燈塔’。”九峰山實驗室主任丁琪超在接受采訪時表示。九峰山實驗室已在中國光谷建立起先進的化合物半導體科研及中試平臺。

一些伙伴已經(jīng)受益。華工科技半導體產(chǎn)品線總監(jiān)黃偉介紹，公司用近四年時間完成了晶圓激光切割裝備的開發(fā)，但下游沒有晶圓廠家敢于輕易嘗試，市場化導入遇到困難，后來借助九峰山實驗室的平臺進行了近半年、每天不少于10小時的測試，順利通過中試驗證，測試結(jié)果顯示國產(chǎn)設備在精度和效率上均達到國際先進水平。

“實驗室不僅支撐芯片技術(shù)的研發(fā)，還助力產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)迭代成熟?！倍＄鞒榻B，目前九峰山實驗室擁有70多家產(chǎn)業(yè)鏈上的合作伙伴，“利用實驗室的科研平臺，他們可以來驗證材料、催熟設備、研發(fā)軟件等，不斷優(yōu)化迭代，最終實現(xiàn)更大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)應用”。

今年2月，全球首片8英寸硅光薄膜鈮酸鋰光電集成晶圓在九峰山實驗室下線。據(jù)介紹，該項成果使用8英寸SOI硅光晶圓鍵合8英寸鈮酸鋰晶圓，單片集成光電收發(fā)功能，為目前硅基化合物光電集成最先進技術(shù)。

（來源：上海證券報）