近年來，國家和各地方政府陸續(xù)推出相關政策推動第三代半導體相關產(chǎn)業(yè)發(fā)展：2017年，工信部、國家發(fā)改委發(fā)布的《信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》將“第三代化合物半導體”列為集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點；而科技部也已將第三代半導體列入國家重點研發(fā)計劃“戰(zhàn)略性先進電子材料”重點專項；與此同時，在地方政策方面，北京、深圳、江蘇、成都、廈門、泉州、蕪湖等均已發(fā)布或正在研究推動第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的扶持政策。

毋庸置疑，隨著國家對第三代半導體產(chǎn)業(yè)的高度重視，以及在新能源汽車、AI、IoT和5G等新興產(chǎn)業(yè)的推動下，國內(nèi)第三代半導體產(chǎn)業(yè)正迎來飛速發(fā)展。近期國內(nèi)眾多資金過億的第三代半導體項目更是“捷報頻傳”，但是這些企業(yè)是否能在殘酷的競爭中存活下來還是一個未知數(shù)。

何為第三代半導體？

第三代半導體一般指禁帶寬度大于2.2eV的半導體材料，也稱為寬禁帶半導體材料。半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今經(jīng)歷了三個階段，第一代半導體材料以硅（Si）為代表；第二代半導體材料砷化鎵（GaAs）也已經(jīng)廣泛應用；而以氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）、氧化鋅（ZnO）、氧化鋁（AIN）、金剛石等寬禁帶為代表的第三代半導體材料，相較前兩代產(chǎn)品性能優(yōu)勢顯著。

如果你依然對第三代半導體材料感到陌生，可以抬頭看看家中無處不在的LED(發(fā)光二極管)燈。氮化鎵基藍光LED的發(fā)明使高效白光LED照明得以實現(xiàn)，引起了人類照明光源的又一次革命。

當然，氮化鎵基藍光LED僅僅只是一個開端，第三代半導體實際上擁有著更大、更廣闊的市場發(fā)展空間。

由于第三代半導體具有高擊穿電場、高飽和電子速度、高熱導率、高電子密度、高遷移率等特點，因此在短波發(fā)光、激光、探測等光電子器件和高溫、高壓、高頻大功率的電子電力器件領域擁有廣闊應用前景。

第三代半導體具體的應用場景不勝枚舉，其中在節(jié)能電力電子領域，有半導體照明、智能電網(wǎng)、高速列車等；在信息工程領域，有可見光通訊、海量光存儲、高速計算等；在國防建設領域，有紫外探測器、微波器件等；在民用商業(yè)應用領域，有無線基礎設施（基站）、衛(wèi)星通信、有線電視和功率電子等；此外還包括新能源汽車、消費類電子等領域。

正是憑借著性能的優(yōu)勢和廣闊的應用場景，第三代半導體也被業(yè)內(nèi)譽為固態(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)動機”。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱火朝天

目前全球各國均在加大馬力布局第三代半導體領域。據(jù)第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟（CASA）不完全統(tǒng)計，2017年，美國、德國、英國、歐盟等國家和組織啟動了至少12個研發(fā)計劃和項目，“官產(chǎn)學研”多方聯(lián)合研發(fā)是重要組織方式之一。

與發(fā)達國家相比，中國發(fā)展第三代半導體產(chǎn)業(yè)的起步較慢，但是隨著政策引導效應逐步顯現(xiàn)，中國第三代半導體產(chǎn)業(yè)正迎來高速發(fā)展。值得一提的是，2017年中國第三代半導體產(chǎn)業(yè)取得了實質(zhì)性的發(fā)展，據(jù)CASA初步統(tǒng)計，2017年中國第三代半導體整體產(chǎn)值約為6578億(包括照明)，較2016年同比增長25.83%。

雖然第三代半導體材料眾多，但是從目前第三代半導體材料和器件的研究來看，較為成熟、且最具有發(fā)展前景的主要是氮化鎵（GaN）和碳化硅（SiC）半導體材料這兩種材料。

從目前來看，國內(nèi)在半導體照明領域的發(fā)展具有明顯優(yōu)勢。例如全球LED芯片龍頭三安光電是憑借在LED芯片領域技術和設備的積累，正式進軍化合物半導體芯片，其中第三代半導體材料的研發(fā)如氮化鎵正是其豪擲330億左右投資的七大核心項目之一。除三安光電外，國內(nèi)的揚杰科技、國民技術、海特高新等多家上市公司均開始布局第三代半導體業(yè)務。

與此同時，國內(nèi)部署的多條第三代半導體相關產(chǎn)線相繼啟用或投產(chǎn)。在SiC領域，中車時代電氣6英寸碳化硅(SiC)產(chǎn)業(yè)化基地技術調(diào)試圓滿完成；全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院6英寸SiC中試線進入安裝調(diào)試階段；世紀金光SiC和GaN生產(chǎn)線開始安裝；中電科55所6寸SiC中試線投入運行。在GaN領域，江蘇能華和英諾賽科的8英寸Si基GaN生產(chǎn)線相繼開始啟用；三安集成、海威華芯、天津中環(huán)、江蘇華功、大連芯冠、聚力成半導體等均在有序推進中。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展任重而道遠

雖然近兩年國內(nèi)第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱火朝天，但是中國科學院微電子所副所長劉新宇曾在公開場合表示，“在國家政策和資金的推動下，目前國內(nèi)企業(yè)的投入熱情高漲，但是后面這些企業(yè)能不能在殘酷的競爭中存活下來有待進一步討論和觀察。”

值得一提的是，去年8月國民技術全資子公司國民投資與成都邛崍市政府簽署投資協(xié)議書，擬以不少于80億元投建“國民天成化合物半導體生態(tài)產(chǎn)業(yè)園”，以化合物半導體外延片材料為重點突破方向國民技術在當時備受肯定。然而好景不長的是，國民技術卻接連面臨產(chǎn)業(yè)基金合伙人失聯(lián)、項目投資人撤資的“窘境”，這也使得國民天成化合物半導體生態(tài)產(chǎn)業(yè)園項目的未來成為一個未知數(shù)。

中國電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究院、集成電路所超摩爾研究室主任朱邵歆博士認為，目前國內(nèi)第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要面臨著以下三大困難和挑戰(zhàn)：

一是國際技術封鎖。2018年8月1日，美國商務部公布新增的44家中國出口管制企業(yè)名單，限制美國的技術向其出口和轉移。其中名單中的中電科13所和55所是國內(nèi)技術領先的化合物半導體研究機構；

二是市場推進困難。在國際政治環(huán)境允許的情況下，國內(nèi)的整機應用企業(yè)會優(yōu)先采購全球領先的化合物半導體供應商的產(chǎn)品，以保持整機產(chǎn)品在全球市場的競爭力。國內(nèi)的化合物半導體企業(yè)面臨著在行業(yè)市場和消費市場兩面碰壁的困難；

三是項目投資盲目。起步晚、實力弱的城市在集成電路產(chǎn)業(yè)缺乏專業(yè)認識和發(fā)展經(jīng)驗，招商引資時信息嚴重不對稱，對化合物半導體的市場定位和發(fā)展前景的判斷不夠準確。尤其是近年來，境外的所謂“科技人才”打著化合物半導體“全面替代硅”的旗號，組建“臨時拼湊”的技術團隊，懷揣“空手套白狼”的僥幸心理，“游走”國內(nèi)多個城市，“忽悠”地方政府。

而對于未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，朱邵歆博士也提出了幾點自己的思考。首先在市場定位方面，從我國產(chǎn)業(yè)目前的發(fā)展階段來看，化合物半導體在基站和汽車等行業(yè)市場取得市場突破的機會更大。一方面是因為這些市場均為新興應用市場，市場格局尚未固化，是中國企業(yè)的發(fā)展機會。另一方面是國內(nèi)的研究機構在這一市場所用的GaN和SiC器件領域有一定的技術積累，與龍頭企業(yè)的技術差距相對較小。

此外，在產(chǎn)業(yè)模式方面，朱邵歆博士建議努力培育具有市場競爭力的IDM企業(yè)。面向5G通信基站、新能源汽車和工業(yè)電源等行業(yè)市場，建議培育GaN和SiC領域的IDM龍頭企業(yè)。在智能手機等消費市場，建議推動國內(nèi)的設計企業(yè)和制造企業(yè)深度合作，探索虛擬IDM發(fā)展模式。

審核編輯：湯梓紅