2018年我國(guó)第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展回顧與趨勢(shì)展望

半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代信息社會(huì)的基石，是支撐當(dāng)前經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和保障國(guó)家安全的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性和先導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)。第3代半導(dǎo)體作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，其發(fā)展壯大對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防安全、國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)、社會(huì)民生等領(lǐng)域均具有重要戰(zhàn)略意義，是當(dāng)前世界各國(guó)科技競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。

2018年，美國(guó)、歐盟等繼續(xù)加大第3代半導(dǎo)體領(lǐng)域的研發(fā)支持力度，國(guó)際廠商積極、務(wù)實(shí)推進(jìn)，商業(yè)化的碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）電力電子器件新品不斷推出，性能日益提升，應(yīng)用逐漸廣泛。

國(guó)內(nèi)受益于整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)宏觀政策利好、資本市場(chǎng)追捧、地方積極推進(jìn)、企業(yè)廣泛進(jìn)入等因素，第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)穩(wěn)步發(fā)展。

技術(shù)層面，SiC襯底和外延方面，國(guó)內(nèi)仍然是4英寸為主，已開發(fā)出6英寸產(chǎn)品并實(shí)現(xiàn)小批量供貨；國(guó)內(nèi)批量生產(chǎn)的GaN襯底仍以2英寸為主。國(guó)內(nèi)600～3300V SiC肖特基二極管技術(shù)較為成熟，產(chǎn)業(yè)化程度繼續(xù)提升，目前也已研制出1200～1700V SiC金氧半場(chǎng)效晶體管（MOSFET）器件，但可靠性較低，目前處于小批量生產(chǎn)階段；國(guó)內(nèi)全SiC功率模塊，主要指標(biāo)為1200V/50～600A、650V/900A。GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）方面，國(guó)內(nèi)2018年推出了650V/10～30A的GaN晶體管產(chǎn)品；GaN微波射頻器件方面，國(guó)產(chǎn)GaN射頻放大器已成功應(yīng)用于基站，Sub 6 GHz和毫米波GaN射頻功率放大器也已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

產(chǎn)業(yè)方面，在半導(dǎo)體對(duì)外投資受阻情況下，國(guó)內(nèi)自主創(chuàng)新發(fā)展是必由之路。2018年，在政策和資金的雙重支持下，國(guó)內(nèi)第3代半導(dǎo)體領(lǐng)域新增3條SiC產(chǎn)線。投資方面GaN熱度更高，據(jù)第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）不完全統(tǒng)計(jì)，2018年國(guó)內(nèi)第3代半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域共有8起大的投資擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目，其中4起與GaN材料相關(guān)，涉及金額220億元。此外，與國(guó)際企業(yè)并購(gòu)熱潮對(duì)比，國(guó)內(nèi)2018年僅有2起。生產(chǎn)模式上，大陸在第3代半導(dǎo)體電力電子器件領(lǐng)域形成了從襯底到模組完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系，器件制造方面以IDM模式為主，且正在形成“設(shè)計(jì)—制造—封測(cè)”的分工體系；大陸代工產(chǎn)線總體尚在建設(shè)中，尚未形成穩(wěn)定批量生產(chǎn)。市場(chǎng)方面，根據(jù)CASA統(tǒng)計(jì)，2018年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)SiC和GaN電力電子器件的規(guī)模約為28億元，同比增長(zhǎng)56%，預(yù)計(jì)未來5年復(fù)合增速為38%。GaN微波射頻應(yīng)用市場(chǎng)規(guī)模約為24.49億元，未來5年復(fù)合增速有望達(dá)60%。

區(qū)域方面，我國(guó)第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展初步形成了京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角、閩三角、中西部5大重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域，其中，長(zhǎng)三角集聚效應(yīng)凸顯，占從2015年下半年至2018年底投資總額的64%。此外，北京、深圳、廈門、泉州、蘇州等代表性城市正在加緊部署、多措并舉、有序推進(jìn)。

總體而言，我國(guó)第3代半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)都取得較好進(jìn)展，但在材料指標(biāo)、器件性能等方面與國(guó)外先進(jìn)水平仍存在一定差距，市場(chǎng)繼續(xù)被國(guó)際巨頭占據(jù)，國(guó)產(chǎn)化需求迫切。

1 國(guó)內(nèi)各級(jí)政策頻出，旨在實(shí)現(xiàn)自主可控

1.1 科技計(jì)劃實(shí)施，階段成果喜人

2016年至今，中華人民共和國(guó)科學(xué)技術(shù)部先后支持第3代半導(dǎo)體和半導(dǎo)體照明相關(guān)研發(fā)項(xiàng)目32項(xiàng)，其中，2018年啟動(dòng)7項(xiàng)，包括“新能源汽車”、“戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料”以及“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備”3個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)（見表1）。且上述專項(xiàng)都結(jié)合了具體應(yīng)用需求，對(duì)第3代半導(dǎo)體材料、器件研發(fā)和應(yīng)用給予全面支持。

截至目前，部分前期部署的項(xiàng)目已獲得階段研發(fā)成果。具體如下：制備出低缺陷6英寸N型SiC單晶襯底樣品，微管密度≤1個(gè)/cm2，電阻率≤30mΩ·cm，已達(dá)到“開盒即用”要求；解決了大尺寸晶體單一晶型控制技術(shù)，獲得低應(yīng)力4H—SiC晶型，電阻率≤30mΩ·cm，電阻率不均勻性小于10%。Si基GaN材料外延生長(zhǎng)與器件研制取得重要突破，通過調(diào)控應(yīng)力與抑制缺陷，在Si襯底上外延生長(zhǎng)出無裂紋的GaN材料，晶體質(zhì)量達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平，并在國(guó)際上首次澄清了C雜質(zhì)在GaN中替代N位，成功研制了國(guó)際首支Si襯底GaN基激光器，并實(shí)現(xiàn)了室溫連續(xù)電注入激射，采用p—GaN柵極結(jié)構(gòu)研制出常關(guān)型GaN基HEMT器件，器件閾值電壓+2.0V和溝道遷移率1 500cm2/（V·s），達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)射頻芯片批量商用，成功研制了10W的毫米波GaN功率MMIC，器件效率超過67%，寬帶器件效率超過61.5%，線性增益15dB；MTTF@225℃，超過100萬h，器件可靠性達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平；已在5 000余臺(tái)商用基站中使用了4萬多只國(guó)產(chǎn)GaN器件。研制出GaN基高效黃光LED（電光轉(zhuǎn)換效率從2016年初的15%提升至目前的26.52%，565nm@20A/cm2），并基于這一成果，研發(fā)了五基色LED光源，色溫2 941K，顯指高達(dá)97.5，效率121.3lm/W，達(dá)到了實(shí)用化水平。

1.2各級(jí)政府政策頻出，精準(zhǔn)支持強(qiáng)化

2018年以來，從中央到地方政府對(duì)集成電路、第3代半導(dǎo)體均給予了高度重視，紛紛出臺(tái)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策。從政策的出臺(tái)部門和發(fā)布時(shí)間密度可以看出，國(guó)家正在大力發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，且集成電路是各級(jí)政策的支持重點(diǎn)。

1.2.1中央部委全方位支持集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展

2018年，國(guó)務(wù)院及工業(yè)和信息化部（簡(jiǎn)稱“工信部”）、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)（簡(jiǎn)稱“國(guó)家發(fā)改委”）、財(cái)政部、國(guó)家稅務(wù)總局、中國(guó)證券監(jiān)督管理委員會(huì)等國(guó)家部委先后從產(chǎn)業(yè)發(fā)展、科研管理、稅收政策、知識(shí)產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)移、資產(chǎn)證券化、對(duì)臺(tái)合作等多方面出臺(tái)政策，全方位支持集成電路及相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（見表2）。

1.2.2 地方政府積極出臺(tái)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)扶持政策

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2018年，包括北京、上海、深圳等超過13個(gè)地方政府出臺(tái)了支持半導(dǎo)體，特別是集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策，以培育經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)新動(dòng)能，搶占半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)新一輪發(fā)展先機(jī)（見表3）。

其中，2018年8月，深圳坪山區(qū)發(fā)布《深圳市坪山區(qū)人民政府關(guān)于促進(jìn)集成電路第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展若干措施（征求意見稿）》（簡(jiǎn)稱《措施》），該《措施》從產(chǎn)業(yè)資金、發(fā)展空間、企業(yè)落地、人才隊(duì)伍、核心技術(shù)攻關(guān)、產(chǎn)業(yè)鏈構(gòu)建等方面對(duì)第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進(jìn)行全方位支持。

為深入實(shí)施《北京市加快科技創(chuàng)新發(fā)展新一代信息技術(shù)等十個(gè)高精尖產(chǎn)業(yè)的指導(dǎo)意見》，2018年11月，北京順義區(qū)出臺(tái)了《順義區(qū)促進(jìn)高精尖產(chǎn)業(yè)發(fā)展實(shí)施意見（簡(jiǎn)稱“《實(shí)施意見》”）》，該《實(shí)施意見》涵蓋5大方面18項(xiàng)支持政策，全力吸引高端人才入?yún)^(qū)，加速科技成果轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)包括第3代半導(dǎo)體在內(nèi)的高精尖產(chǎn)業(yè)快速健康發(fā)展。另據(jù)消息稱，中關(guān)村國(guó)家自主創(chuàng)新示范區(qū)管委會(huì)與北京市順義區(qū)政府正在聯(lián)合制定促進(jìn)第3代等先進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策，上述文件若出臺(tái)，將對(duì)第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)在北京順義實(shí)現(xiàn)快速集聚發(fā)展提供有力條件保障。

此外，2018年12月，江蘇省張家港市召開《張家港市化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》發(fā)布會(huì)，該規(guī)劃結(jié)合國(guó)內(nèi)外化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，明確了張家港未來5年化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略定位、發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展原則、空間承載和重點(diǎn)任務(wù)，并提出了張家港在半導(dǎo)體照明、化合物功率半導(dǎo)體、集成光電等方向的發(fā)展重點(diǎn)和差異化實(shí)施路徑，并從組織保障、資金支持、人才支撐、創(chuàng)新生態(tài)等方面提出了保障措施。

2 國(guó)內(nèi)技術(shù)穩(wěn)步提升，商用產(chǎn)品陸續(xù)推出

2.1 材料品質(zhì)提升，支持國(guó)產(chǎn)應(yīng)用

2.1.1 SiC襯底方面

國(guó)內(nèi)仍然是4英寸為主，6英寸襯底已開始小批量供貨，6英寸襯底的微管密度控制在5個(gè)/cm2以下。目前已經(jīng)開發(fā)出低缺陷密度6英寸碳化硅（SiC）N型襯底，SiC襯底材料的微管密度（MPD）低于1個(gè)/cm2。SiC外延片方面，實(shí)際用于器件生產(chǎn)的4英寸外延片最大厚度約50μm，國(guó)內(nèi)已開始小批量生產(chǎn)6英寸SiC外延片。

2.1.2 GaN襯底方面

國(guó)內(nèi)批量生產(chǎn)的襯底以2英寸為主，位錯(cuò)密度已經(jīng)降到105/cm2，實(shí)驗(yàn)室里可以降到104/cm2。已開發(fā)出自支撐4英寸襯底，缺陷密度降到106/cm2。

2.1.3 GaN異質(zhì)外延方面

國(guó)內(nèi)多家企業(yè)研制出8英寸Si基GaN外延片，耐壓在650V/700V左右，SiC和藍(lán)寶石襯底的GaN外延片的尺寸可達(dá)6英寸。

2.1.4 Ga2O3襯底方面

國(guó)內(nèi)仍處于研究階段。山東大學(xué)晶體材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室首次獲得了機(jī)械剝離技術(shù)，一步法獲得高質(zhì)量單晶襯底，但對(duì)于大尺寸襯底的CMP加工技術(shù)仍處于研究階段。

2.1.5 Ga2O3外延方面

目前受限于β—Ga2O3單晶襯底的尺寸，同質(zhì)外延片的尺寸在2英寸以內(nèi)，主要采用MBE的方式進(jìn)行，但MOCVD已開始被用于MOSFET器件結(jié)構(gòu)的同質(zhì)外延；異質(zhì)外延主要采用藍(lán)寶石襯底，有利于實(shí)現(xiàn)Ga2O3薄膜的大尺寸、低成本制備。

2.2 器件成熟不同，產(chǎn)品陸續(xù)推出

2.2.1 SiC器件方面

國(guó)內(nèi)600～3 300V SiC肖特基二極管技術(shù)較為成熟，產(chǎn)業(yè)化程度繼續(xù)提升。目前已研制出了1 200～1 700V SiC MOSFET器件，因可靠性問題尚未完全解決，目前處于小批量生產(chǎn)階段。

2.2.2 SiC模塊方面

國(guó)內(nèi)2018年推出1200V/50～600A、650V/900A全SiC功率模塊。

2.2.3 GaN電力電子器件方面

國(guó)內(nèi)推出了650V/10～30A的GaN晶體管產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)某知名化合物半導(dǎo)體代工企業(yè)在2018年四季度完成650V GaN電力電子器件生產(chǎn)工藝。

2.2.4 GaN微波射頻器件方面

國(guó)產(chǎn)GaN射頻放大器已成功應(yīng)用于基站，Sub6 GHz和毫米波GaN射頻功率放大器也已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，工藝節(jié)點(diǎn)涵蓋0.5～0.15μm，并在研發(fā)0.09μm工藝。

2.2.5 GaN光電器件方面

2018年，我國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步提升，部分技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先。功率型白光LED產(chǎn)業(yè)化光效達(dá)到180 lm/W，與國(guó)際先進(jìn)水平基本持平；LED室內(nèi)燈具光效超過100 lm/W，室外燈具光效超過130 lm/W。功率型Si基LED芯片產(chǎn)業(yè)化光效達(dá)到170 lm/W；白光OLED（面積<10mm×10mm）產(chǎn)業(yè)化光效達(dá)到150 lm/W，白光OLED（面積>80mm×80mm）產(chǎn)業(yè)化光效達(dá)到100 lm/W。

3 國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)積極推進(jìn)，分工體系逐漸形成

3.1 總產(chǎn)值超7 400億元，同比增長(zhǎng)13%

2018年，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)環(huán)境偏緊和國(guó)際形勢(shì)緊張的大背景下，我國(guó)第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)繼續(xù)向前推進(jìn)。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2018年我國(guó)第3代半導(dǎo)體整體產(chǎn)值約為7 423億元（包括半導(dǎo)體照明），較2017年同比增長(zhǎng)近13%。其中電力電子產(chǎn)值規(guī)模近12.3億元，較上年增長(zhǎng)23%以上；微波射頻產(chǎn)值規(guī)模36.7億元，較上年增長(zhǎng)了20%；光電（主要為半導(dǎo)體照明）產(chǎn)業(yè)規(guī)模為7 374億元，較上年增長(zhǎng)近13%（見圖1）。

3.2 企業(yè)穩(wěn)步擴(kuò)產(chǎn)，內(nèi)生發(fā)展為本

美國(guó)以國(guó)家安全為由，聯(lián)合歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，實(shí)施對(duì)中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家的高端技術(shù)封鎖，我國(guó)半導(dǎo)體領(lǐng)域的海外并購(gòu)之路艱難。此外，“中興事件”更揭露了我國(guó)在半導(dǎo)體等核心技術(shù)方面的缺失，為擺脫受制于人的卡脖子局面，真正實(shí)現(xiàn)信息安全領(lǐng)域的自主可控，國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體自主創(chuàng)新發(fā)展需求迫切。在政策和資金的大力支持下，2018年，國(guó)內(nèi)第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷深入，企業(yè)積極擴(kuò)產(chǎn)，多條產(chǎn)線（中試線）獲得啟用。

3.2.1 產(chǎn)線陸續(xù)開通，產(chǎn)能不斷提升

據(jù)CASA不完全統(tǒng)計(jì)，2018年國(guó)內(nèi)第3代半導(dǎo)體領(lǐng)域新增3條6英寸SiC產(chǎn)線。2018年國(guó)內(nèi)SiC產(chǎn)線建設(shè)順利，新增3條6英寸（兼容4英寸）SiC產(chǎn)線（中試線），分別是株洲中車時(shí)代、三安集成和國(guó)家電網(wǎng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院（中試線）的6寸線，均已完成調(diào)試開始流片。除上述3條線外，國(guó)內(nèi)泰科天潤(rùn)和中電科55所已有SiC產(chǎn)線，至此國(guó)內(nèi)目前至少已有5條SiC產(chǎn)線（包括中試線）。

3.2.2 氮化像投資升溫，碳化硅熱度持平

2018年國(guó)內(nèi)第3代半導(dǎo)體投資擴(kuò)產(chǎn)熱度不減，但重點(diǎn)投資方向略有變化（見表4）。據(jù)CASA不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)第3代半導(dǎo)體相關(guān)領(lǐng)域共有8起大的投資擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目，已披露的總投資額至少達(dá)到639億元。從擴(kuò)產(chǎn)的方向上看，有4起與氮化稼（GaN）材料相關(guān)，包括外延及芯片、電力電子及射頻器件等，投資擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目總額為220億元（與2017年的19億元相比，增加了近11倍），投資企業(yè)包括華燦光電、英諾賽科、聚能晶源以及聚力成半導(dǎo)體；碳化硅（SiC）材料相關(guān)的襯底、外延及芯片、封裝測(cè)試、電力電子器件等項(xiàng)目的投資擴(kuò)產(chǎn)總共4起，已披露的總額約為60億元（與2017年的65億元基本持平），投資企業(yè)包括中科院微電子研究所、臺(tái)灣強(qiáng)茂集團(tuán)、北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司以及山東天岳先進(jìn)材料科技有限公司。其他以先進(jìn)半導(dǎo)體集成電路為名義的投資1起，投資金額近359億元，其中涉及建設(shè)一條SiC電力電子器件生產(chǎn)線。

3.3.3 并購(gòu)案例雖少，交易金額可觀

國(guó)外企業(yè)并購(gòu)熱潮形成鮮明對(duì)比的是，國(guó)內(nèi)企業(yè)并購(gòu)交易量?jī)H有2例，但并購(gòu)金額可觀。

其中聞泰科技擬收購(gòu)安世半導(dǎo)體有限公司（以下簡(jiǎn)稱“安世半導(dǎo)體”）成為國(guó)內(nèi)半導(dǎo)體歷史上最大并購(gòu)案。而根據(jù)聞泰科技最新公告顯示，公司共需支付交易對(duì)價(jià)201.49億元。根據(jù)前期披露的現(xiàn)金購(gòu)買方案，第一步為114.35億元現(xiàn)金收購(gòu)，2018年5月已經(jīng)支付其第一批款57.175億元。目前并購(gòu)仍在進(jìn)行中，若此次收購(gòu)?fù)瓿珊?，聞泰科技與安世半導(dǎo)體將形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，進(jìn)一步打開下游消費(fèi)電子與汽車市場(chǎng)。安世半導(dǎo)體主要生產(chǎn)Si分立器件、邏輯芯片和PowerMos芯片等產(chǎn)品，此外也開始布局第3代半導(dǎo)體電力電子器件產(chǎn)品。2018年4月19日，科銳（Cree）宣布與安世半導(dǎo)體簽署非排他性、全球性的付費(fèi)專利許可協(xié)議。通過這一協(xié)議，安世半導(dǎo)體將有權(quán)使用Cree的GaN電力電子器件專利組合，包括了超過300項(xiàng)已授權(quán)美國(guó)和國(guó)外專利，涵蓋了HEMT（高電子遷移率場(chǎng)效晶體管）和GaN氮化鎵肖特基二極管的諸多創(chuàng)新。

2018年10月30日，上海積塔半導(dǎo)體有限公司（簡(jiǎn)稱“積塔半導(dǎo)體”）與先進(jìn)半導(dǎo)體訂立合并協(xié)議，積塔半導(dǎo)體吸收合并先進(jìn)半導(dǎo)體。先進(jìn)半導(dǎo)體是國(guó)內(nèi)大型集成電路芯片制造商，主營(yíng)業(yè)務(wù)為制造及銷售5、6及8寸半導(dǎo)體晶圓。先進(jìn)半導(dǎo)體還是國(guó)內(nèi)最早從事汽車電子芯片、IGBT芯片制造的企業(yè)。積塔半導(dǎo)體成立于2017年，是華大半導(dǎo)體旗下全資子公司，主要從事半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)開發(fā)、技術(shù)咨詢、技術(shù)服務(wù)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓，電子元器件、電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)軟件及輔助設(shè)備的銷售，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成，貨物及技術(shù)的進(jìn)出口業(yè)務(wù)。這次成功合并，可使積塔半導(dǎo)體和先進(jìn)半導(dǎo)體在人力資源、質(zhì)量監(jiān)控、工藝技術(shù)等方面充分整合，為先進(jìn)半導(dǎo)體提供資金支援和其他行業(yè)資源，還將減少土地與廠址選擇的限制和降低潛在關(guān)聯(lián)交易的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 分工體系漸成，生態(tài)不斷完善

整體而言，我國(guó)大陸地區(qū)在第3代半導(dǎo)體電力電子和射頻領(lǐng)域形成了從襯底到模組完整的產(chǎn)業(yè)鏈體系。

器件生產(chǎn)方面以IDM模式為主，且正在形成“設(shè)計(jì)-制造-封測(cè)”的分工體系。類似于國(guó)際企業(yè)，國(guó)內(nèi)在第3代半導(dǎo)體電力電子和射頻領(lǐng)域以IDM模式為主，但不同的是，國(guó)內(nèi)的代表企業(yè)多是初創(chuàng)企業(yè)，而國(guó)際企業(yè)以傳統(tǒng)的Si、GaAs器件企業(yè)為主。在分工體系方面，由于國(guó)內(nèi)第3代半導(dǎo)體在電力電子和射頻產(chǎn)業(yè)尚處于產(chǎn)業(yè)化初期，產(chǎn)業(yè)規(guī)模相對(duì)較小，無法單獨(dú)支撐企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)，因而參與分工的企業(yè)通常以傳統(tǒng)的Si、GaAs或LED芯片業(yè)務(wù)為主。芯片設(shè)計(jì)方面，參與企業(yè)在增多，但數(shù)量仍然較少；代工環(huán)節(jié)，大陸產(chǎn)線尚在建設(shè)中，無法保障穩(wěn)定批量生產(chǎn)，目前主要依賴臺(tái)灣企業(yè)進(jìn)行代工。封測(cè)方面，傳統(tǒng)的封裝材料無法充分發(fā)揮第3代半導(dǎo)體的性能，尤其是耐高溫的優(yōu)勢(shì)，參與企業(yè)均在積極開發(fā)適合于第3代半導(dǎo)體材料的封裝材料和結(jié)構(gòu)。

3.4 地方積極部署，區(qū)域有序推進(jìn)

在5G、新能源汽車、能源互聯(lián)網(wǎng)、軌道交通、國(guó)防軍備等下游應(yīng)用領(lǐng)域快速發(fā)展帶動(dòng)下，第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)將成為未來半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要引擎。2018年是第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展重要窗口期，創(chuàng)新發(fā)展時(shí)機(jī)日趨成熟，眾多企業(yè)積極布局，產(chǎn)業(yè)鏈條已經(jīng)形成。當(dāng)前，我國(guó)第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展初步形成了京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角、閩三角、中西部等5大重點(diǎn)發(fā)展區(qū)域（見表5）。從2015年下半年至2018年底，已披露的第3代半導(dǎo)體項(xiàng)目投資總額來看，5大地區(qū)的投資額占比分別為長(zhǎng)三角區(qū)域（63%）、中西部區(qū)域（14%）、京津冀區(qū)域（6%）、閩三角區(qū)域（5%）、珠三角區(qū)域（2%）。長(zhǎng)三角地區(qū)第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集聚能力凸顯，投資總額607億元，其中，2018年投資總額超過550億元（其中積塔半導(dǎo)體的359億元投資以Si電力電子器件產(chǎn)線為主）。北京、深圳、廈門、泉州、蘇州等代表性城市在2018年深入部署、多措并舉，有序推動(dòng)第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展（見圖2）。

4 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求龐大，國(guó)產(chǎn)器件滲透較低

4.1 電力電子市場(chǎng)同比增長(zhǎng)56%

4.1.1 SiC、GaN電力電子器件市場(chǎng)規(guī)模約28億元

受到經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的影響，2018年我國(guó)半導(dǎo)體電力電子市場(chǎng)增速有所下滑。中國(guó)半導(dǎo)體協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)2018年中國(guó)半導(dǎo)體電力電子市場(chǎng)規(guī)模為2 264億元，同比增長(zhǎng)率為4.3%。2018年，SiC、GaN器件在電力電子應(yīng)用領(lǐng)域的滲透率持續(xù)加大。根據(jù)CASA統(tǒng)計(jì)，2018年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)SiC、GaN電力電子器件的市場(chǎng)規(guī)模約為28億元，同比增長(zhǎng)56%，預(yù)計(jì)未來5年復(fù)合增速為38%，到2023年SiC、GaN電力電子器件的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到148億元。

現(xiàn)階段我國(guó)第3代半導(dǎo)體電力電子器件的市場(chǎng)滲透率仍然較低。國(guó)內(nèi)應(yīng)用市場(chǎng)中，進(jìn)口產(chǎn)品的占有率仍然超過90%，市場(chǎng)繼續(xù)被國(guó)際電力電子器件巨頭公司Cree、Rohm、Infeneon、Macom等公司產(chǎn)品占有，進(jìn)口替代問題仍然亟需突破。

4.1.2 電源市場(chǎng)占據(jù)半壁江山，光伏逆變器緊隨其后

從應(yīng)用市場(chǎng)來看，第3代半導(dǎo)體器件在電源（包括不間斷電源UPS、消費(fèi)類電源PFC、工業(yè)及商業(yè)電源）、太陽能光伏逆變器領(lǐng)域取得了較大進(jìn)展。

電源領(lǐng)域是第3代半導(dǎo)體電力電子器件領(lǐng)域最大的市場(chǎng)，規(guī)模約為16.2億元，占到整個(gè)第3代半導(dǎo)體電力電子器件市場(chǎng)規(guī)模的近58%。以工業(yè)及商業(yè)電源市場(chǎng)中的服務(wù)器電源為例，從2017年第3季度開始受到挖礦機(jī)的影響，預(yù)計(jì)2018年國(guó)內(nèi)服務(wù)器電源市場(chǎng)規(guī)模約為960億元，該領(lǐng)域中SiC電力電子器件的市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)6.8億元。

太陽能光伏逆變器雖然在2018年第3代半導(dǎo)體電力電子器件領(lǐng)域仍然占據(jù)第2大的市場(chǎng)份額，但由于受到光伏“5·31”新政的影響，2018年中國(guó)新增光伏裝機(jī)量有所減緩，全年約40GW，比2017年全年的新增量減少了25%。據(jù)CASA測(cè)算，2018年第3代半導(dǎo)體電力電子器件在光伏逆變器的市場(chǎng)規(guī)模約6.8億元，相比2017年增速僅7%。盡管如此，SiC電力電子器件在光伏逆變器中滲透率卻在逐年提升，國(guó)內(nèi)幾大太陽能光伏廠商從2017年均已開始采用SiC二極管，到2019年SiC電力電子器件的滲透率有望超過20%。

4.1.3 新能源汽車市場(chǎng)規(guī)模1.5億元，整車市場(chǎng)有待起航

新能源汽車市場(chǎng)包括新能源汽車整車和充電樁2個(gè)細(xì)分領(lǐng)域，近2年來一直是第3代半導(dǎo)體電力電子器件應(yīng)用領(lǐng)域中備受矚目的市場(chǎng)，而受到技術(shù)和成本等因素的制約，該市場(chǎng)的增長(zhǎng)情況一直低于預(yù)期。2018年新能源汽車領(lǐng)域第3代半導(dǎo)體電力電子器件市場(chǎng)規(guī)模僅有1.5億元，雖然較2017年增長(zhǎng)超過87%，但90%的市場(chǎng)由充電樁市場(chǎng)占據(jù)，新能源整車市場(chǎng)仍未起航。

2018年新能源汽車銷售量累計(jì)值預(yù)計(jì)超過100萬臺(tái)，累計(jì)產(chǎn)銷率比上年同期增加0.8%。但是在新能源整車應(yīng)用領(lǐng)域第3代半導(dǎo)體器件的滲透率有待進(jìn)步一提升。據(jù)CASA測(cè)算，2018年新能源汽車上電力電子器件的市場(chǎng)規(guī)模高達(dá)6億元，而第3代半導(dǎo)體電力電子器件的市場(chǎng)規(guī)模僅1 700萬元。

新能源汽車市場(chǎng)另一細(xì)分領(lǐng)域——充電樁市場(chǎng)表現(xiàn)反而不俗。以直流充電樁為例，據(jù)CASA測(cè)算，電動(dòng)汽車充電樁中的SiC器件的平均滲透率達(dá)到10%，2018年整個(gè)直流充電樁SiC電力電子器件的市場(chǎng)規(guī)模約為1.3億元，較2017年增加了1倍多。

4.2 微波射頻市場(chǎng)約24.5億元

4.2.1 GaN射頻器件市場(chǎng)規(guī)模約24.5億元

2018年，我國(guó)第3代半導(dǎo)體微波射頻電子市場(chǎng)規(guī)模約為24.5億元，較2017年同比增長(zhǎng)103%。國(guó)防應(yīng)用和基站的持續(xù)增長(zhǎng)將推動(dòng)GaN射頻市場(chǎng)規(guī)模不斷放大。根據(jù)當(dāng)前細(xì)分市場(chǎng)來看，國(guó)防、航天應(yīng)用仍為驅(qū)動(dòng)GaN市場(chǎng)的主力軍，占GaN射頻市場(chǎng)規(guī)模的47%。受益于國(guó)防需求驅(qū)動(dòng)，特別是機(jī)載和艦載軍用裝備現(xiàn)代化轉(zhuǎn)變，我國(guó)軍用雷達(dá)系統(tǒng)更新?lián)Q代，AESA（有源相控陣）雷達(dá)技術(shù)成為主流，這將推動(dòng)對(duì)GaN射頻市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)。

4.2.2 移動(dòng)通信基站成為GaN射頻器件最主要增長(zhǎng)來源

移動(dòng)通信市場(chǎng)是GaN射頻器件市場(chǎng)增長(zhǎng)的新動(dòng)力。多頻帶載波聚合和大規(guī)模MIMO等新技術(shù)的出現(xiàn)，要求通信基站必須逐步采用性能更優(yōu)異的功率放大器件。隨著5G商業(yè)化漸行漸近，5G基站的規(guī)?；佋O(shè)將進(jìn)一步催生對(duì)射頻微波射頻器件的大量需求。移動(dòng)通信基站應(yīng)用方面，2018年GaN射頻市場(chǎng)需求達(dá)到9億元，同比增長(zhǎng)翻2番。2018年我國(guó)2大設(shè)備商——中興、華為在5G業(yè)務(wù)領(lǐng)域中砥礪奮進(jìn)。受中美貿(mào)易戰(zhàn)影響，中興通訊上半年受“禁運(yùn)事件”影響測(cè)試進(jìn)程，下半年加速追趕并持續(xù)保持在第一梯隊(duì)。在美國(guó)、澳大利亞、意大利、加拿大等歐美國(guó)家阻撓聲中，華為高歌猛進(jìn)，11月底5G基站發(fā)貨量超過1萬套，帶動(dòng)GaN射頻器件需求規(guī)模超過0.4億元。

4.2.3 未來5年復(fù)合增速有望達(dá)60%

從市場(chǎng)前景來看，我國(guó)5G商業(yè)化漸行漸近，隨著移動(dòng)通信要求的工作頻率和帶寬日益增加，GaN在基站和無線回傳中的應(yīng)用持續(xù)攀升，預(yù)計(jì)2018—2023年未來5年我國(guó)GaN射頻器件市場(chǎng)年均增長(zhǎng)率達(dá)到60%，2023年市場(chǎng)規(guī)模將有望達(dá)到250億元。

4.3 LED應(yīng)用規(guī)模超6 000億元

通用照明為最大應(yīng)用市場(chǎng)，新興應(yīng)用開始起量。半導(dǎo)體照明是目前光電子板塊發(fā)展最快，體量最大的細(xì)分領(lǐng)域，我國(guó)目前是全球最大的半導(dǎo)體照明制造中心、銷售市場(chǎng)和出口地。

2018年，在內(nèi)憂外困背景下，LED產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展增速放緩，進(jìn)入下降周期。其中應(yīng)用環(huán)節(jié)約6 080億元，同比增長(zhǎng)13.8%。其中通用照明仍是最大的應(yīng)用市場(chǎng)，占比達(dá)44.1%，但增速放緩，2018年約為5.0%，產(chǎn)值達(dá)2 679億元。景觀照明僅次于通用照明為第2大應(yīng)用，產(chǎn)值達(dá)1 007億元，同比增長(zhǎng)26%，占整體應(yīng)用市場(chǎng)的16.5%。顯示應(yīng)用中超小間距顯示屏是市場(chǎng)主要驅(qū)動(dòng)力，2018年，LED顯示屏產(chǎn)值為947億元，同比增長(zhǎng)30.2%。汽車照明作為L(zhǎng)ED應(yīng)用新突破點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)同比20%的高增長(zhǎng)。農(nóng)業(yè)光照、紫外LED、紅外LED等創(chuàng)新應(yīng)用市場(chǎng)推進(jìn)速度加快，新品不斷推出，市場(chǎng)熱度較高，逐步開始起量（見圖3）。

5 展望

第3代半導(dǎo)體因其優(yōu)越的性能和在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防安全、社會(huì)民生等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，成為國(guó)際社會(huì)科技競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)之一。當(dāng)前，我國(guó)已開始全球最大、最復(fù)雜、發(fā)展最快的能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，已建和在建全球最高運(yùn)營(yíng)速度、最長(zhǎng)運(yùn)營(yíng)里程、最佳效益的高速軌道交通，并正在發(fā)展全球增長(zhǎng)最快的新能源汽車，全球最大規(guī)模的5G移動(dòng)通信，以及全球產(chǎn)能最大、市場(chǎng)最大的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)。所有上述應(yīng)用都需要第3代半導(dǎo)體材料和器件的支撐。

第3代半導(dǎo)體自主可控發(fā)展需求迫切。中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)該如何發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜的問題，涉及到戰(zhàn)略目標(biāo)設(shè)定、產(chǎn)業(yè)定位、技術(shù)路線、發(fā)展路徑、金融支持、人才培養(yǎng)與集聚等多方面。在當(dāng)前國(guó)際國(guó)內(nèi)新形勢(shì)下，中國(guó)第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)“自主可控”發(fā)展具有一定基礎(chǔ)也具有可行性。一是當(dāng)前是進(jìn)入第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的最佳窗口期。這一時(shí)期相關(guān)的國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)和裝備巨頭還未形成專利、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)模的壟斷，存在2～3年的窗口期。二是有一定的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)積累。中國(guó)精密加工制造技術(shù)和配套能力在迅速提升，人才隊(duì)伍基本形成，具備開發(fā)并主導(dǎo)這一產(chǎn)業(yè)的能力和條件。三是良好的國(guó)際合作氛圍。越來越多的國(guó)外大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)愿意與中國(guó)進(jìn)行合作研究，并轉(zhuǎn)移成果。此外，每年大量在國(guó)外著名高校、科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)工作并掌握核心技術(shù)的專家學(xué)者和團(tuán)隊(duì)回國(guó)創(chuàng)業(yè)。四是市場(chǎng)需求的驅(qū)動(dòng)。中國(guó)市場(chǎng)的多元性和需求梯度為未來市場(chǎng)提供了機(jī)會(huì)。五是中國(guó)的制度優(yōu)勢(shì)。具有中國(guó)特色的“政產(chǎn)學(xué)研用”協(xié)同創(chuàng)新模式，為新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了可借鑒的經(jīng)驗(yàn)和成功的可能性。

（本文節(jié)選自第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟《2018第3代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告》，有刪減。）