《電子技術(shù)應(yīng)用》
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站在SiC成熟期“元年” 解讀各國(guó)的戰(zhàn)略部署

2017-03-09
關(guān)鍵詞: SiC GaN 半導(dǎo)體 高壓

SiCGaN為代表的第三代半導(dǎo)體材料是全球戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)新的制高點(diǎn),。美,、日,、歐等各國(guó)積極進(jìn)行戰(zhàn)略部署,第三代半導(dǎo)體材料引發(fā)全球矚目,,并成為半導(dǎo)體技術(shù)研究前沿和產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn),。作為電力電子器件,SiC器件在低壓領(lǐng)域如高端的白色家電,、電動(dòng)汽車(chē)等由于成本因素,,逐漸失去了競(jìng)爭(zhēng)力。但在高壓領(lǐng)域,,如高速列車(chē),、風(fēng)力發(fā)電以及智能電網(wǎng)等,SiC具有不可替代性的優(yōu)勢(shì),。

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SiC材料與電力電子器件的發(fā)展

賽迪智庫(kù)在充分研究了SiC材料和電力電子器件的發(fā)展歷程之后認(rèn)為,,從2016年開(kāi)始SiC已經(jīng)進(jìn)入成熟期。站在成熟期的“元年”,,去研究各國(guó)在政策和產(chǎn)業(yè)的動(dòng)向,,對(duì)分析SiC產(chǎn)業(yè)的在我國(guó)的后續(xù)發(fā)展有著重要意義。

美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家為了搶占第三代半導(dǎo)體技術(shù)的戰(zhàn)略制高點(diǎn),,通過(guò)國(guó)家級(jí)創(chuàng)新中心,、協(xié)同創(chuàng)新中心、聯(lián)合研發(fā)等形式,,將企業(yè),、高校、研究機(jī)構(gòu)及相關(guān)政府部門(mén)等有機(jī)地聯(lián)合在一起,,實(shí)現(xiàn)第三代半導(dǎo)體技術(shù)的加速進(jìn)步,,引領(lǐng)、加速并搶占全球第三代半導(dǎo)體市場(chǎng),。美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家2016年第三代半導(dǎo)體材料相關(guān)部分政策措施:

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國(guó)內(nèi)也正在積極推進(jìn),,著力換道超車(chē)。國(guó)家和各地方政府也陸續(xù)推出政策和產(chǎn)業(yè)扶持基金發(fā)展第三代半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè):地方政策也在2016年大量出臺(tái),,福建,、廣東、江蘇,、北京,、青海等27個(gè)地區(qū)出臺(tái)第三代半導(dǎo)體相關(guān)政策(不包括LED)近30條。一方面多地均將第三代半導(dǎo)體寫(xiě)入“十三五”相關(guān)規(guī)劃,,另一方面不少地方政府有針對(duì)性對(duì)當(dāng)?shù)鼐哂幸欢▋?yōu)勢(shì)的SiC和GaN材料企業(yè)進(jìn)行扶持,。福建省更是計(jì)劃投入500億,成立專(zhuān)門(mén)的安芯基金來(lái)建設(shè)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群。國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體材料部分政策:

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產(chǎn)業(yè)方面,,SiC的電力電子器件市場(chǎng)在2016年正式形成,,市場(chǎng)規(guī)模約在2.1億—2.4億美金之間。而據(jù)Yole最新預(yù)測(cè),,SiC市場(chǎng)規(guī)模在2021年將上漲到5.5億美金,。目前全球有超過(guò)30家公司在電力電子領(lǐng)域擁有SiC、GaN相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn),、設(shè)計(jì),、制造和銷(xiāo)售能力。2016年SiC無(wú)論在襯底材料,、器件還是在應(yīng)用方面,,均有很大進(jìn)展,已經(jīng)開(kāi)發(fā)出耐壓水平超過(guò)20KV的IGBT樣片,。

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圖:2015-2012年SiC器件市場(chǎng)規(guī)模 數(shù)據(jù)來(lái)源:Yole 2016

2016年的半導(dǎo)體領(lǐng)域并購(gòu)案中直接涉及第三代半導(dǎo)體的有4項(xiàng),,涉及交易金額達(dá)100億美元。其中以Infineon收購(gòu)Cree分拆的Wolfspeed對(duì)產(chǎn)業(yè)格局影響最大,,但該項(xiàng)交易于2017年2月16日因?yàn)槊绹?guó)外國(guó)投資委員會(huì)(CFIUS)關(guān)注的國(guó)家安全問(wèn)題而被迫中止,。

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2016年,我國(guó)第三代半導(dǎo)體電力電子器件的市場(chǎng)規(guī)模約1.6億元,,其中90%為進(jìn)口產(chǎn)品,。我國(guó)在第三代半導(dǎo)體襯底、外延材料,、器件的整體水平落后于美日歐等發(fā)達(dá)國(guó)家大于3年左右,。在電力電子方面,日,、美,、歐在地鐵機(jī)車(chē)、新能源汽車(chē),、白色家電等領(lǐng)域已經(jīng)開(kāi)展了規(guī)模應(yīng)用,,而我國(guó)只在光伏逆變器、PFC電源,、UPS等領(lǐng)域有小規(guī)模應(yīng)用,,可以說(shuō)還有不小的差距。較差的基礎(chǔ)也決定了我國(guó)發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)離不開(kāi)產(chǎn)業(yè)投資基金的支持,。據(jù)初步統(tǒng)計(jì),,目前各地涉及第三代半導(dǎo)體的地方基金規(guī)模超過(guò)1600億人民幣,同時(shí)能夠撬動(dòng)更大規(guī)模的民間資本進(jìn)入第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),。2016年部分SiC項(xiàng)目投資列表:

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目前,,全球SiC產(chǎn)業(yè)格局呈現(xiàn)美國(guó),、歐洲,、日本三足鼎立態(tài)勢(shì),。其中美國(guó)全球獨(dú)大,居于領(lǐng)導(dǎo)地位,,占有全球SiC產(chǎn)量的70-80%,;歐洲擁有完整的SiC襯底、外延,、器件以及應(yīng)用產(chǎn)業(yè)鏈,,在全球電力電子市場(chǎng)擁有強(qiáng)大的話語(yǔ)權(quán);日本是設(shè)備和模塊開(kāi)發(fā)方面的絕對(duì)領(lǐng)先者,。我國(guó)由于在LED方面已經(jīng)接近國(guó)際先進(jìn)水平,,為第三代半導(dǎo)體在其它方面的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

縱觀近幾年中國(guó)半導(dǎo)體的發(fā)展,,借助產(chǎn)業(yè)扶持基金進(jìn)行海外收購(gòu)已經(jīng)成為提升國(guó)內(nèi)產(chǎn)業(yè)實(shí)力的有力武器,。但考慮到第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的資金和技術(shù)雙密集屬性,特別是SiC和GaN材料和芯片大量應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,,海外收購(gòu)第三代半導(dǎo)體相關(guān)技術(shù)和公司將會(huì)越來(lái)越困難,,美國(guó)政府以“國(guó)家安全”為由阻止金沙江收購(gòu)Lumiled、宏芯投資基金收購(gòu)德國(guó)Aixtron就是其佐證,。自主研發(fā),,全產(chǎn)業(yè)鏈提升國(guó)內(nèi)在第三代半導(dǎo)體的競(jìng)爭(zhēng)力已經(jīng)是一個(gè)不可回避的問(wèn)題。對(duì)比美歐日等發(fā)達(dá)國(guó)家,,我們應(yīng)該在以下幾個(gè)方面做出更大努力:

1.集中優(yōu)勢(shì)資源扶持龍頭企業(yè)和研究機(jī)構(gòu),。在我國(guó)SiC領(lǐng)域本身就不具備優(yōu)勢(shì)的情況下,國(guó)家和地方的投資基金卻又很分散的投入到很多企業(yè)里面去,,大大分散本來(lái)就不足的研發(fā)投入,,難以形成規(guī)模效應(yīng)。

2.公共研發(fā)平臺(tái)的參與,。第三代半導(dǎo)體涉及多個(gè)學(xué)科,、跨領(lǐng)域的技術(shù)和應(yīng)用。很多基礎(chǔ)性研發(fā)不是企業(yè)能夠解決的,。國(guó)內(nèi)的研究院所大多按照領(lǐng)域劃分,,也很難形成跨領(lǐng)域、多學(xué)科合作,??梢砸試?guó)家項(xiàng)目形式組織多個(gè)研究院所共同攻克基礎(chǔ)技術(shù)。

3.產(chǎn)業(yè)規(guī)劃先行,。借助行業(yè)協(xié)會(huì)的力量,,先行規(guī)劃產(chǎn)業(yè)發(fā)展線路,,在標(biāo)準(zhǔn)、檢測(cè),、認(rèn)證等方面內(nèi)容,。是產(chǎn)業(yè)發(fā)展更趨合理性和指導(dǎo)性。解決現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),、檢測(cè),、認(rèn)證等規(guī)則、程序和新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點(diǎn)不匹配之處,。


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