“到2030年,,第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)力爭(zhēng)全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)入世界先進(jìn)行業(yè),,部分核心關(guān)鍵技術(shù)國際引領(lǐng),,核心環(huán)節(jié)有1至3家世界龍頭企業(yè),,國產(chǎn)化率超過70%,?!边@是日前在京舉辦的第三代半導(dǎo)體戰(zhàn)略發(fā)布會(huì)上,,第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長(zhǎng)吳玲所描述的我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展前景,。
據(jù)專家介紹,,與第一代,、第二代半導(dǎo)體材料及集成電路產(chǎn)業(yè)上的多年落后、很難追趕國際先進(jìn)水平的形勢(shì)不同,,我國在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的研究工作一直緊跟世界前沿,,工程技術(shù)水平和國際先進(jìn)水平差距不大。當(dāng)前,,已經(jīng)發(fā)展到了從跟蹤模仿到并駕齊驅(qū),、進(jìn)而可能在部分領(lǐng)域獲得領(lǐng)先和比較優(yōu)勢(shì)的階段,并且有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)超越,。
因其有較好的應(yīng)用前景和未來市場(chǎng)潛力巨大,,第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也被我國決策層納入戰(zhàn)略發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。例如,,從2004年開始,,我國政府就第三代半導(dǎo)體材料研究與開發(fā)進(jìn)行了相應(yīng)的部署,并啟動(dòng)了一系列的重大研究項(xiàng)目,。2013年,,科技部在863計(jì)劃新材料技術(shù)領(lǐng)域項(xiàng)目征集指南中也特別指出了要將第三代半導(dǎo)體材料及應(yīng)用列入重要內(nèi)容。
技術(shù)水平并駕齊驅(qū)
據(jù)悉,,第三代半導(dǎo)體具有高擊穿電場(chǎng),、高飽和電子速度、高熱導(dǎo)率,、搞電子密度,、高遷移率等特點(diǎn),因此也被業(yè)內(nèi)譽(yù)為固態(tài)光源,、電力電子,、微波射頻器件的“核芯”以及光電子和微電子等產(chǎn)業(yè)的“新發(fā)動(dòng)機(jī)”,。
記者在采訪中獲悉,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今經(jīng)歷了三個(gè)階段,,第一代半導(dǎo)體材料以硅(Si)為代表,,以砷化鎵(GaAs)為代表的第二代半導(dǎo)體材料和以氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)、氧化鋅(ZnO)等寬禁帶為代表的第三代半導(dǎo)體材料,。相較前兩代產(chǎn)品,,第三代半導(dǎo)體其性能優(yōu)勢(shì)非常顯著且受到業(yè)內(nèi)的廣泛好評(píng)。
對(duì)于第三代半導(dǎo)體發(fā)展,,科技部高新司副司長(zhǎng)曹國英曾表示,,第三代半導(dǎo)體聯(lián)合創(chuàng)新基地的建設(shè)對(duì)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有十分積極的作用,科技部高新司也將會(huì)持續(xù)支持第三代半導(dǎo)體的建設(shè)及基地的發(fā)展,。
一些地方也將半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作為主要項(xiàng)目予以特別關(guān)注。例如,,北京市科委主任閆傲霜就曾表示,,建設(shè)第三代半導(dǎo)體材料及應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新基地,既是國家級(jí)的重要戰(zhàn)略部署,,也是北京作為全球科技創(chuàng)新中心的一項(xiàng)重要的決策,。
有專家舉例說,氮化鎵技術(shù)正助力5G移動(dòng)通信在全球加速奔跑,,5G移動(dòng)通信將從人與人通信拓展到萬物互聯(lián),,預(yù)計(jì)2025年全球?qū)a(chǎn)生1000億的連接。5G技術(shù)不僅需要超帶寬,,更需要高速接入,,低接入時(shí)延,低功耗和高可靠性以支持海量設(shè)備的互聯(lián),。
在專利方面,,決策層對(duì)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題也較為重視。在2015年,,我國不僅成立了第三代半導(dǎo)體專利聯(lián)盟,,而且還搭建了第三代半導(dǎo)體只是產(chǎn)權(quán)創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)。同年5月份,,京津冀就聯(lián)合共建了第三代半導(dǎo)體材料及應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新基地,,搶占第三代半導(dǎo)體戰(zhàn)略新高地。
市場(chǎng)份額從5%擴(kuò)大50%
第三代半導(dǎo)體以氮化鎵毫米波器件可以提供更高的功率密度,、更高效率和更低功耗也成為各地政府爭(zhēng)相推進(jìn)的項(xiàng)目,。近幾年,第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)也在各級(jí)政府的支持下得到了快速發(fā)展,,市場(chǎng)份額也實(shí)現(xiàn)了快速發(fā)展,。
根據(jù)國際半導(dǎo)體設(shè)備與材料產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)發(fā)布的報(bào)告,,預(yù)計(jì)將于2017年—2020年間投產(chǎn)的半導(dǎo)體晶圓廠約為62座,其中26座將設(shè)于中國,,占全球總數(shù)42%,。這些建于我國的晶圓廠2017年預(yù)計(jì)將有6座上線投產(chǎn)。
中商產(chǎn)業(yè)研究院給記者提供的數(shù)據(jù)顯示,,2000年~2015年之間,,中國半導(dǎo)體市場(chǎng)增速領(lǐng)跑全球,達(dá)到21.4%,,其中全球半導(dǎo)體年均增速是3.6%,,美國將近5%,歐洲和日本都較低,,亞太較高是13%,。
就市場(chǎng)份額而言,目前中國半導(dǎo)體市場(chǎng)份額從5%提升到50%,,成為全球的核心市場(chǎng),。2015年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)銷售額為3352億美元,同比下降了0.2%,。而相對(duì)應(yīng)的是中國半導(dǎo)體市場(chǎng)依舊保持較高景氣度,,半導(dǎo)體市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到1649億美元,同比增長(zhǎng)6.1%,,成為全球?yàn)閿?shù)不多的仍能保持增長(zhǎng)的區(qū)域市場(chǎng),。
根據(jù)國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)(SEMI)公布最新出貨報(bào)告顯示,今年5月北美半導(dǎo)體設(shè)備制造商出貨金額為22.7億美元,,環(huán)比增長(zhǎng)6.4%,,同比增長(zhǎng)41.9%,創(chuàng)下自2001年3月以來歷史新高,。SEMI預(yù)計(jì),,2017年全球設(shè)備出貨量將達(dá)到歷史新高490億美元。
在全球半導(dǎo)體市場(chǎng)火熱帶動(dòng)下,,我國與之相關(guān)的半導(dǎo)體企業(yè)其利潤(rùn)也迎來了“開門紅”,。截至6月21日,有13家半導(dǎo)體企業(yè)發(fā)布了2017年中報(bào)業(yè)績(jī)預(yù)告,,在13家半導(dǎo)體企業(yè)中,,有9家預(yù)增續(xù)盈,增長(zhǎng)比例近七成,。
記者統(tǒng)計(jì)顯示,,康強(qiáng)電子、華天科技、潔美科技預(yù)計(jì)半年報(bào)凈利潤(rùn)最大增幅超50%,。據(jù)康強(qiáng)電子預(yù)計(jì),,上半年凈利潤(rùn)為2700萬-3500萬元,同比增長(zhǎng)53.59%-99.10%,。對(duì)于業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)的主要原因,,公司表示,半導(dǎo)體行業(yè)持續(xù)回暖,,預(yù)計(jì)公司制造業(yè)板塊主要產(chǎn)品產(chǎn)銷量及銷售收入較上年同期有較大幅度增長(zhǎng),。公司推進(jìn)管理轉(zhuǎn)型升級(jí),提高運(yùn)營效率和產(chǎn)品質(zhì)量,,降本增效,。
中商產(chǎn)業(yè)研究院半導(dǎo)體研究員林寶宜在接受《中國產(chǎn)經(jīng)新聞》記者采訪時(shí)說,半導(dǎo)體設(shè)備制造商出貨金額持續(xù)高速增長(zhǎng),,主要驅(qū)動(dòng)力來自于技術(shù)與市場(chǎng)兩方面,。技術(shù)方面源于相關(guān)廠商對(duì)3D NAND及高階制程的持續(xù)投入。市場(chǎng)方面來自于近年來晶圓廠的建設(shè)浪潮,,這兩方面驅(qū)動(dòng)力未來兩年內(nèi)將持續(xù)推動(dòng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)不斷提升,。
整體實(shí)力仍顯不足
近些年來,我國的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展相較以往可以說取得了不少的進(jìn)步,,其技術(shù)也逐步從第一代、第二代邁向了第三代,。其產(chǎn)業(yè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大,,產(chǎn)業(yè)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
值得一提的是,第三代半導(dǎo)體材料在應(yīng)用領(lǐng)域涉及到能源,、交通,、裝備、信息,、家用電器等多個(gè)領(lǐng)域,。然而,涉及面廣的第三代半導(dǎo)體材料因產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng),、應(yīng)用覆蓋面廣,,國內(nèi)絕大多數(shù)的企業(yè)在獨(dú)立完成全產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新方面仍不足。造成的結(jié)果就是,,雖然我國第三代半導(dǎo)體在技術(shù)研發(fā)方面與發(fā)達(dá)國家相比差距較小,,但仍然面臨不少技術(shù)難關(guān)。
而事實(shí)上,,這一困境也成為不少企業(yè)在發(fā)展過程中所面臨的一大挑戰(zhàn),。“半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分火熱,但是從整體實(shí)力來看仍然存在不足”,。林寶宜說,,在IP核市場(chǎng),中國依舊嚴(yán)重依賴外部供給,,85%以上為國外供應(yīng)商提供,。
有數(shù)據(jù)顯示,2015年中國集成電路進(jìn)口金額2307億美元,,其進(jìn)口額超過原油,,成為我國第一大進(jìn)口商品,出口集成電路金額693億美元,,進(jìn)出口逆差1613億美元,。較大的逆差凸顯半導(dǎo)體市場(chǎng)供需不匹配,嚴(yán)重依賴進(jìn)口的局面亟待改善,。
華南智慧創(chuàng)新研究院院長(zhǎng)曾海偉認(rèn)為,,國內(nèi)的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)需求已占到全球市場(chǎng)需求的30%,但產(chǎn)能只有10%,,處于產(chǎn)業(yè)鏈的底部,,更是缺乏大型的、有核心技術(shù)及話語權(quán)的龍頭公司,。
曾海偉在接受《中國產(chǎn)經(jīng)新聞》記者采訪時(shí)表示,,半導(dǎo)體的發(fā)展不是一朝一夕發(fā)展起來的,我國半導(dǎo)體發(fā)展還面臨著人才,、技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的瓶頸,。同時(shí),創(chuàng)新鏈不通,、缺乏體制機(jī)制創(chuàng)新也是阻礙其發(fā)展的原因,。
“最大的瓶頸是原材料?!倍辔粯I(yè)內(nèi)專家曾表示,,我國原材料的質(zhì)量、制備問題亟待破解,。目前,,我國對(duì)sic晶元的制備尚未空缺,大多數(shù)設(shè)備靠國外進(jìn)口,。
也有專家認(rèn)為,,國內(nèi)開展SiC、GaN材料和器件方面的研究工作比較晚,,與國外相比水平較低,,阻礙國內(nèi)第三代半導(dǎo)體研究進(jìn)展的重要因素是原始創(chuàng)新問題,。國內(nèi)新材料領(lǐng)域的科研院所和相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)大都急功近利,難以容忍長(zhǎng)期“只投入,,不產(chǎn)出”的現(xiàn)狀,。因此,以第三代半導(dǎo)體材料為代表的新材料原始創(chuàng)新舉步維艱,。
所謂的原始創(chuàng)新就是從無到有的創(chuàng)新過程,,其特點(diǎn)是投入大、周期長(zhǎng),。以SiC為例,,其具有寬的禁帶寬度、高的擊穿電場(chǎng),、高的熱導(dǎo)率,、高的電子飽和速率及更高的抗輻射能力,非常適合于制作高溫,、高頻,、抗輻射及大功率器件。
資料顯示,, SiC生長(zhǎng)晶體難度很大,,雖然經(jīng)過了數(shù)十年的研究發(fā)展,到目前為止只有美國的Cree公司,、德國的SiCrystal公司和日本的新日鐵公司等少數(shù)幾家公司掌握了SiC的生長(zhǎng)技術(shù),,能夠生產(chǎn)出較好的產(chǎn)品,但離真正的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用也還有較大的距離,。因此,,以第三代半導(dǎo)體材料為代表的新材料原始創(chuàng)新舉步維艱,是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的一大桎梏,。
有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,,雖然半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)從來不是完全由市場(chǎng)決定的,,都是以企業(yè)為主,,我國的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)還不具有很強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力,與中國的大國地位還不匹配,,半導(dǎo)體企業(yè)還需要跟歐美,、日韓的企業(yè)學(xué)習(xí),還有很長(zhǎng)的路要走,。