寬禁帶半導(dǎo)體鍛造產(chǎn)業(yè)長板

  我國在市場和應(yīng)用領(lǐng)域有戰(zhàn)略優(yōu)勢，正在形成完善的產(chǎn)業(yè)鏈條，而國際巨頭還未形成專利、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)模的完全壟斷，有機(jī)會實(shí)現(xiàn)寬禁帶半導(dǎo)體的核心技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略引領(lǐng)，重塑全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局。

  盡管我國在寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)上與國際最先進(jìn)水平尚有一定差距，但應(yīng)用驅(qū)動的發(fā)展模式有利于中國這樣的制造和市場大國。我國作為寬禁帶半導(dǎo)體的全球最大市場已啟動（包括新型電力系統(tǒng)、高鐵、新能源汽車、5G/6G通信、半導(dǎo)體照明及超越照明、工業(yè)電機(jī)及消費(fèi)電子市場等），應(yīng)用需求驅(qū)動技術(shù)創(chuàng)新的特征非常明顯。經(jīng)過20年的技術(shù)儲備，我國已形成寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域的一些單項(xiàng)冠軍，而國際半導(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，因此在寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域，我國與國際先進(jìn)水平差距不大，有機(jī)會實(shí)現(xiàn)趕超；與集成電路產(chǎn)業(yè)相比，寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的投資門檻相對不高，對工藝尺寸線寬、設(shè)計復(fù)雜度、裝備精密制造要求相對低。我國在寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域的材料、裝備、芯片設(shè)計和代工方面都有一些發(fā)展勢頭很好的企業(yè)，它是最適合中國目前發(fā)力的半導(dǎo)體材料和芯片領(lǐng)域之一。

美日歐加緊布局寬禁帶半導(dǎo)體，我國技術(shù)水平逐步提升

  當(dāng)前國際上寬禁帶半導(dǎo)體材料和芯片已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展階段，在新能源汽車、5G移動通信、光伏并網(wǎng)、消費(fèi)類電子等多個應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破。未來5年將是全球?qū)捊麕О雽?dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵窗口期，全球資本加速進(jìn)入寬禁帶半導(dǎo)體領(lǐng)域，產(chǎn)能大幅度提升，正處于產(chǎn)業(yè)爆發(fā)前的“搶跑”階段。目前全球?qū)捊麕О雽?dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)依然由美日歐企業(yè)主導(dǎo)，國際龍頭企業(yè)通過上下游并購和深度合作，提升競爭力，依靠先行者的成本和供應(yīng)鏈優(yōu)勢，正在逐步搶抓寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的主導(dǎo)權(quán)。

  全球主要經(jīng)濟(jì)體紛紛通過加大資本投入、組建產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟、吸引外商投資、強(qiáng)化技術(shù)等措施，確保本國/地區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈發(fā)展。歐盟委員會公布了《歐洲芯片法案》，提出到2030年投入超430億歐元用以提振芯片產(chǎn)業(yè)。美國組建半導(dǎo)體聯(lián)盟，以促進(jìn)美國的半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

  當(dāng)前我國寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢是已在半導(dǎo)體照明技術(shù)領(lǐng)域形成優(yōu)勢，光電子與微電子技術(shù)深度融合，跨界創(chuàng)新應(yīng)用有望引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。國內(nèi)氮化鎵LED和半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)經(jīng)過近20年的高速發(fā)展，已成為全球最大的LED生產(chǎn)、消費(fèi)和出口國，硅基LED芯片技術(shù)處于領(lǐng)先地位。

  寬禁帶半導(dǎo)體微波射頻芯片正在實(shí)現(xiàn)本土化發(fā)展，部分技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。基于寬禁帶半導(dǎo)體材料的微波射頻芯片是5G移動通信、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域的核心支撐技術(shù)。目前我國在材料質(zhì)量、高功率密度熱管理、芯片可靠性等方面與國際先進(jìn)水平還有一定差距，關(guān)鍵制造裝備還在很大程度上依賴國外。用于微波射頻器件的半絕緣碳化硅襯底材料、氮化鎵外延材料亟待實(shí)現(xiàn)更大程度的技術(shù)提升和供應(yīng)能力提升。

  寬禁帶半導(dǎo)體功率電子芯片具有高效率、大電流、耐高壓、抗輻照等優(yōu)異性能，契合國家“雙碳”戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)鏈提升戰(zhàn)略，可用于所有電能變換環(huán)節(jié)，覆蓋消費(fèi)級、工業(yè)級、汽車級、電網(wǎng)級等所有電壓等級的應(yīng)用。但目前我國寬禁帶半導(dǎo)體車規(guī)級、電網(wǎng)級高端功率電子材料和芯片與國際先進(jìn)水平仍有較大差距。在材料技術(shù)上，國際上碳化硅材料6英寸是主流技術(shù)，正在發(fā)展8英寸技術(shù)，Wolfspeed、意法半導(dǎo)體等已發(fā)布8英寸碳化硅襯底產(chǎn)品，預(yù)計未來3年將啟動規(guī)模應(yīng)用。

我國市場投資熱情不減，產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新能力有待增強(qiáng)

  2021年我國寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)約7900億元，主要是半導(dǎo)體照明產(chǎn)值，但微波射頻和功率電子產(chǎn)值增長很快。其中微波射頻產(chǎn)值69億元，同比增長13.5%，隨著近兩年下游5G基礎(chǔ)設(shè)施部署進(jìn)入峰值，增速較前兩年稍有放緩。我國毫米波頻段的集成功放、低噪放、開關(guān)功能等射頻芯片產(chǎn)品目前還不具備產(chǎn)業(yè)化能力。

  2021年我國寬禁帶半導(dǎo)體功率電子產(chǎn)值規(guī)模達(dá)58億元，同比增長29.6%，未來5年有望保持年均40%的高增速，到2026年市場規(guī)模有望達(dá)500億元。其中，在中高壓領(lǐng)域，新能源汽車及充電基礎(chǔ)設(shè)施將是最大的應(yīng)用領(lǐng)域，整體市場比重將保持在50%以上，消費(fèi)電子、PV光伏市場也將保持高速增長。

  在各種積極因素推動下，我國的寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)受到資本市場的持續(xù)關(guān)注。僅2021年，就至少有60家與寬禁帶半導(dǎo)體相關(guān)的企業(yè)獲得風(fēng)險投資，這其中功率電子領(lǐng)域比重最大。上游材料領(lǐng)域成為上市公司的布局重點(diǎn)。據(jù)不完全統(tǒng)計，上市企業(yè)（含IPO過會）募資超過100億元，主要集中于碳化硅材料領(lǐng)域，國內(nèi)首家以寬禁帶半導(dǎo)體為主營業(yè)務(wù)的企業(yè)也于今年年初成功登陸科創(chuàng)板，對產(chǎn)業(yè)鏈上下游其他企業(yè)形成很好的激勵作用。

  目前，我國寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈全覆蓋，解決了產(chǎn)品有無的問題，但仍面臨著向應(yīng)用端推廣難、產(chǎn)品迭代慢、測試評價條件不足等共性問題，急需在新型電力系統(tǒng)、新能源汽車、軌道交通、移動通信等若干重點(diǎn)領(lǐng)域啟動實(shí)施示范應(yīng)用工程，圍繞應(yīng)用場景需求，重點(diǎn)開發(fā)基于寬禁帶半導(dǎo)體材料和芯片的創(chuàng)新應(yīng)用系統(tǒng)，推動新技術(shù)新產(chǎn)品落地。

  通過應(yīng)用示范，集中力量解決共性關(guān)鍵技術(shù)，加速技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)品迭代，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)驗(yàn)證和跨界系統(tǒng)技術(shù)集成，提升工程化技術(shù)水平及全產(chǎn)業(yè)鏈配套能力。通過應(yīng)用示范，完善測試、標(biāo)準(zhǔn)、評價等創(chuàng)新支撐體系，促進(jìn)寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)旎蛣?chuàng)新應(yīng)用模式形成，完善產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，形成良性的產(chǎn)業(yè)發(fā)展生態(tài)。通過應(yīng)用示范，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)系，促進(jìn)上下游企業(yè)交流合作，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)適度集聚，形成集群化發(fā)展態(tài)勢。