6月11日，在南京舉辦的世界半導(dǎo)體大會《國際第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇》上，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長于坤山帶來主題為《第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)趨勢及進(jìn)展》的精彩演講。
第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟秘書長于坤山
首先我們從一個大的主題談，今年的一個熱詞叫碳中和、碳達(dá)峰，這是國家的一個重大舉措，我是聽到這樣的一個國家的戰(zhàn)略規(guī)劃以后非常的興奮，結(jié)合我們企業(yè)的發(fā)展，我們也做了一些歸納和總結(jié)。
在這里面實(shí)際上它的核心就是節(jié)能減排，以前我們叫節(jié)能減排，現(xiàn)在提出叫碳達(dá)峰和碳中和，社會上也有一種說法叫3060，因?yàn)檎檬?030年碳達(dá)峰，2060年是碳中和，這樣的一個國家的戰(zhàn)略決策它的意義非常之大。
在這里面網(wǎng)絡(luò)上也有很多說法，叫碳中和要挑戰(zhàn)使用美元，實(shí)際上我是贊同，恰恰碳中和是未來國家實(shí)力之證，也是中國民族未來40年發(fā)展的趨勢，將取決于我們碳中和這個戰(zhàn)略是不是能夠最終取得勝利。
我們要如何去做？其實(shí)我們各行各業(yè)都可以在這個發(fā)展的過程中做出我們的貢獻(xiàn)，貢獻(xiàn)我們的聰明才智，那么我們第三代半導(dǎo)體要做什么呢？首先就是我們的碳化硅和氮化鎵這兩個材料，經(jīng)過30年的研究和開發(fā)，目前這個材料體系已經(jīng)基本的完整，能夠提供給我們社會各行各業(yè)滿足它的需求，在這里面它的應(yīng)用主要是減少我們各行各業(yè)用電的體積和成本，提高它的效率。
國家也提出來叫做以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，我是對這句話進(jìn)行了深刻的分析，新型電力系統(tǒng)意味著和我們已有的電力系統(tǒng)不一樣的東西，首先我們的發(fā)電，目前我們的發(fā)電還主要是以火電廠為主，特別是中國以煤電，一部分的水電還有一些核電，現(xiàn)在新能源發(fā)展很快，但是目前占比依然很小。
未來以新能源為主的電力系統(tǒng)就意味著傳統(tǒng)的火電廠它的占比會逐年的減少，到2030年達(dá)到一個總量的峰值，2030年之后，它會直線的下降，這是一個大的趨勢。
那么相比之下，我們新能源的占比將會持續(xù)的快速的增長，這就是碳中合這個大目標(biāo)背景之下它的一個格局變化。
那么在這個新能源里面，將會以我們工業(yè)半導(dǎo)體特別是第三代半導(dǎo)體來為主要的支撐，這是一個大的背景，我希望大家能夠關(guān)注。
回過頭來我們來看看國際的發(fā)展，我們總結(jié)起來是四個方面：
第一，國際上包括北美地區(qū)、歐洲地區(qū)、東亞、日本和韓國，它都在以前所未有的力度來扶持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，里面也包括第三代半導(dǎo)體。
第二，另外企業(yè)它的產(chǎn)品商業(yè)化迅速提升，大家可以看到包括我們新能源汽車，包括充電樁，包括我們消費(fèi)類，我們第三代半導(dǎo)體的應(yīng)用快速的切入到這些領(lǐng)域，這是一個總的格局。
第三，另外就是國際上的龍頭企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈的布局，并且是超前布局，大家可能都注意到前幾年很多龍頭企業(yè)在擴(kuò)產(chǎn)能，他們花了兩到三年的時間去布局這個產(chǎn)能，到今年下半年開始釋放產(chǎn)能。
第四，另外一塊市場的規(guī)模將會持續(xù)增長，并且它是一個增量，除了傳統(tǒng)的已有的積累之外，很大一塊是增量市場，這個增量市場是超乎大家想象的。
這是四個方面的情況，幾個主要的，像國際的以美國為核心，2020年他們國會提出來的主要是針對半導(dǎo)體這個產(chǎn)業(yè)，他們打出的旗號叫半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)要回歸美國，但是我想他會持續(xù)這樣去做，因?yàn)榘雽?dǎo)體確實(shí)太重要了。在歐洲也一樣，歐這的這幾個國家也出臺了相應(yīng)的重大舉措，來推動歐洲地區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，這里面有1450億歐元的預(yù)算。
另外就是我們東亞地區(qū)韓國和日本也一樣，大家知道日本的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)曾經(jīng)是非常之輝煌的，在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域他們也做了長期的布局，有幾家企業(yè)都是具有國際影響力的，韓國也不落后。
另外回到我們整個技術(shù)方向上，像碳化硅大家比較關(guān)注，碳化硅應(yīng)該說在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域，碳化硅、氮化鎵這兩個材料，碳化硅它的產(chǎn)業(yè)化是走在前列的，時間也很長。目前碳化硅的6英寸的已經(jīng)能量產(chǎn)，美國已經(jīng)開始在布局8英寸的襯底產(chǎn)業(yè)，這是一個總的方向。
另外就是它的一些相關(guān)的器件，包括碳化硅的二級管，目前在市場上你能夠買到的各種各樣的，最高電壓等級產(chǎn)品化的已經(jīng)到3300伏，從650伏、1200、1700一直到3300伏，已經(jīng)產(chǎn)品化，實(shí)驗(yàn)室的水平當(dāng)然是6500伏甚至10千伏及以上，這是總的發(fā)展。
另外一塊就是晶體管、晶閘管這兩個器件組合在一起，才能夠真正形成我們這個器件市場，這里面也可以看到現(xiàn)在MOSFET的技術(shù)發(fā)展是非常之快的，到目前為止也已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了1200、1700，最高到6500伏這樣一個產(chǎn)品，各行各業(yè)都已經(jīng)在開始應(yīng)用。
另外它的一些其他的各個廠家的一些情況，這里面我們都有詳細(xì)的幾家公司，前面三家是龍頭，目前在我們的電動汽車、整車全碳化硅的模塊應(yīng)用，主要是以這幾家企業(yè)的產(chǎn)品為主，后面我會介紹國內(nèi)的一些發(fā)展情況，它的性能不斷在提升，特別是MOSFET的導(dǎo)重電阻在不斷的往下降，目前已經(jīng)進(jìn)入到第四代器件的水平，這是非常好的一個勢頭。
另外還有其他的模塊，我們下面材料、芯片的模塊，因?yàn)樽罱K我們的功率器件的應(yīng)用，它最好的應(yīng)用形態(tài)是封裝成模塊，但這里面涉及到很多一些關(guān)鍵的技術(shù)，這里面可以看到最大的電流目前已經(jīng)到了500安培單模塊，甚至汽油更大的實(shí)驗(yàn)室水平，到600安培以上。
另外一塊就是氮化鎵這個材料，氮化鎵可能大家關(guān)注到我們原來在LED里面，氮化鎵這個材料已經(jīng)得到了非常高速的發(fā)展，目前的市場還在持續(xù)的推進(jìn)。除了在LED應(yīng)用以外，氮化鎵它還有一個應(yīng)用，就是微波射頻，還有在功率器件，這是氮化鎵目前材料方面取得一些進(jìn)展，首先說我們氮化鎵的襯底，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了10英寸的研發(fā)水平，現(xiàn)在已經(jīng)在開始往前推，一會兒我們會有專門的報告談這個這個氮化鎵的。6英寸已經(jīng)在開始，也在研發(fā)階段。還有異質(zhì)外延的襯底，像硅襯底、藍(lán)寶石襯底、碳化硅襯底，這些技術(shù)的發(fā)展也非常之快。
在硅襯底方面，目前我們國內(nèi)已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)了8英寸硅級氮化鎵功率器件的量產(chǎn)，這個發(fā)展也是非常之快的，國際上的這些企業(yè)也在往這方面去推進(jìn)，特別是以5G應(yīng)用為核心的射頻基建，在氮化鎵這個材料上得到了很好的展現(xiàn)。
這是它的一些器件，特別是電元電子器件和模塊目前發(fā)展的一些情況，在這里面可以看到英培寧也在建8英寸的硅級氮化鎵的線，這是一個未來發(fā)展的趨勢。
目前的一些產(chǎn)品，到2020年底我們做了一個總結(jié)，總的大概有519款產(chǎn)品在市場上形成了銷售，應(yīng)該未來會越來越多。
另外一塊它的應(yīng)用就是光電器件，去年開始在光電領(lǐng)域特別是Mini和Micro LED發(fā)展非常之迅速，今年有關(guān)Micro和Mini LED這方面的信息非常之多，這也是展現(xiàn)了氮化鎵這個材料未來在光電子應(yīng)用領(lǐng)域，在顯示方向上這是有可能會成為一個爆發(fā)點(diǎn)，當(dāng)然其他的還有紫外、激光等等這些應(yīng)用，目前發(fā)展也非常之快。
這是目前我們對這個產(chǎn)業(yè)鏈它的各個企業(yè)市占率的情況，我們看到國際上從功率半導(dǎo)體這里面，80%是由下面5家公司所占領(lǐng)的，可以看到后面我介紹我們國內(nèi)這個差距，剩下20%是其他的企業(yè)，那么在這個氮化鎵的功率半導(dǎo)體它的模塊應(yīng)用方向，另外還有射頻的應(yīng)用方向，從這三塊大家能夠看到，國際這些龍頭企業(yè)他們所占據(jù)的市場份額，當(dāng)然這里面龍頭企業(yè)的布局我就不重復(fù)了，總的能夠反應(yīng)出來，國際上的這些龍頭企業(yè)他們提早三年就已經(jīng)在做量產(chǎn)的布局了，這是一個現(xiàn)實(shí)，可以看到未來在這方面馬上面臨的就是一個嚴(yán)酷的市場競爭，有可能進(jìn)入到價格戰(zhàn)的階段。
我們可以看到整個發(fā)展的進(jìn)展，2020年的增長是6.8%，總的6.8%看起來不高，但是對于一個處于快速增長的市場來說，未來它的影響可能會巨大，在整個半導(dǎo)體的市場，全球是4400億美金，占到6.8%的比例。
這個是市場的持續(xù)增長，從2020年我們預(yù)設(shè)到2025年這個增長的比例差不多就是要4倍的增速，特別是針對我們的兩大材料體系，碳化硅的電力電子，和氮化鎵的電力電子，基本上都是這樣的情況，但總的絕對量可能比例不是很高，但是增速很高，這也是預(yù)設(shè)這個產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱度。
另外就是整個價差來看，因?yàn)樽罱K的市場還是考慮成本，價格起決定的因素，碳化硅和氮化鎵總體的價格和硅級的器件相比，它的價差是在縮小的趨勢，有幾個典型的，這個是隨著我們碳化硅的晶圓尺寸的增長，它的產(chǎn)量提升同時會帶來成本的下降，氮化鎵也是一樣，這是一個總的趨勢，不詳細(xì)去說了，詳細(xì)的數(shù)據(jù)大家可以看我們的報告。
從這里面都可以看到，整個下降的趨勢我們分析下來，有四個方面的原因：
第一，襯底的產(chǎn)能和它的技術(shù)提升，使得持續(xù)成本的下降，這個未來還會繼續(xù)往下走。
第二，我們的量產(chǎn)基數(shù)，特別是我們國內(nèi)進(jìn)入到第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化這樣一個大部隊(duì)，將會極大促進(jìn)產(chǎn)品的下降。
第三，我們的各種產(chǎn)線規(guī)格，從4寸6寸到8寸，這樣的話也會催生成本的下降。
第四，再就是更多的企業(yè)的加入，將加劇這個行業(yè)的競爭，當(dāng)然還包括我們未來應(yīng)用市場這樣一個啟動。
這個是微波射頻的市場目前已經(jīng)差距了8個億的美金未來這個市場還會再擴(kuò)大，除了我們的基站將未來在我們的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能還有汽車的無人駕駛，這樣的一些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)a(chǎn)生一些新的射頻的應(yīng)用市場，未來的這種需求增長是可期的。
我們再看國內(nèi)，我們也總結(jié)了四個方面的的主要特征，一個就是我們的政府，對第三代半導(dǎo)體行業(yè)極大的支持的力度，招引我們的企業(yè)到各地去落戶，還有我們自身的研發(fā)能力和產(chǎn)業(yè)化能力也在提升，差距在縮小，第三個方面就是在政策市場的這種驅(qū)動之下，產(chǎn)業(yè)的規(guī)模保持高速的增長。
第四個就是市場的加速滲透，第三代半導(dǎo)體逐漸切入到整個半島體這樣的一個大市場，它的占比會不斷的增加，包括國家出臺的相關(guān)政策，這個是我們第三代半導(dǎo)體納入了國家的“十四五”規(guī)劃，另外還有國家的2030新材料的重大專項(xiàng)，以及各地方對于第三代半導(dǎo)體一個大力的支持和扶持，這個是我們的一個巨大的利好。
另外就是我們還有一些相應(yīng)的機(jī)構(gòu)，這里頭可以看到，也是積極的加入，特別我們一些著名的高校一些國內(nèi)的龍頭企業(yè)，成為我們第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)頭羊帶動我們這個產(chǎn)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定的增長。
這是一些各地方的一些政策，由于時間關(guān)系我就不多說了，特別是我們住珠三角長三角地區(qū)，還有我們京津冀地區(qū)，都在積極的推動這個第三代半導(dǎo)體相關(guān)產(chǎn)業(yè)整體的發(fā)展。
另外就是我們的實(shí)力也在提升，我們?nèi)ツ陱?英寸開始切入到6英寸應(yīng)該說2021年基本上以6英寸為主導(dǎo)，現(xiàn)在有的機(jī)構(gòu)也在開始研發(fā)，8英寸的，那這個是一個非常好的發(fā)展勢頭。
我們的器件包括二極管MOSFET，去年我們國內(nèi)能夠提供MOSFET的機(jī)構(gòu)很少，但是今年我了解了一下很多公司和我們的研究機(jī)構(gòu)都已經(jīng)開始量產(chǎn)，這個是非常好的發(fā)展勢頭，氮化鎵的，我們也是在氮化鎵的治理方向上也做得非常好，昨天晚上我跟南京大學(xué)的教授在一起吃飯的時候，他們也給了我一些非常好的信心，這樣也反映出我們國內(nèi)的研究機(jī)構(gòu)，他們確確實(shí)實(shí)在潛心推動這個技術(shù)的進(jìn)步，這個未來可能會有一些新的突破。
國家政策的一些推動和扶持，能夠帶動我們第三代半導(dǎo)體的一個快速增長這個也要看到去年疫情的影響對我們這個產(chǎn)業(yè)也有些相應(yīng)的一些干擾，應(yīng)該到2021年開始會有一個非常好的回升，這是一個總的方向，這是我們國內(nèi)目前的一個產(chǎn)業(yè)布局。
大家可以看到我們長三角、珠三角、京津冀、粵港澳、閩三角等等還有中西部各地都在上相關(guān)的項(xiàng)目，但是相比之下長三角、珠三角、京津冀這個產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)潜容^完整的，起步也很早，布局相關(guān)的一些機(jī)構(gòu)和企業(yè)在這方面特別是最近幾年都取得了很好的發(fā)展機(jī)會，同時我們的資本市場也持續(xù)的活躍，可能今天在座的有很多都是投資類的朋友，最近這一段時間我走道很多地方，很多都是投資界的他們對這個行業(yè)非常的關(guān)注，他們也具有專業(yè)度和對市場的敏感度對政策的敏感度。
我想我們這樣的投資機(jī)構(gòu)將會對我們產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有很好的推動作用，那未來我們的產(chǎn)線不斷的開通，我們進(jìn)行了一個統(tǒng)計和分析，包括碳化硅、氮化鎵、氮化鎵射頻的這三個方向上，目前在建的和已經(jīng)已有的產(chǎn)線我們都做了一個統(tǒng)計大家可以看到未來的產(chǎn)能將會是巨大的。
這個我們也要看到目前存在的一些不足，這里面主要是目前我們材料仍然是“卡脖子”的雖然我們建了很多具有足夠產(chǎn)能的企業(yè)，但是離我們未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，特別是對高質(zhì)量高性能材料的需求目前還存在差距，這個我們的材料企業(yè)依然還要繼續(xù)努力，這個電子電力器件市場的規(guī)模將近50個億，未來的發(fā)展會有一個意想不到的這樣的一個因素。
特別是我們碳達(dá)峰、碳中和國家政策的驅(qū)動未來可能會贏得我們市場的一個部分爆發(fā)，加速滲透一些新的應(yīng)用在不斷的開啟，我們經(jīng)常說2020年是我們第三代半導(dǎo)體應(yīng)用的一個轉(zhuǎn)換點(diǎn)那么兩個標(biāo)志一個就是以特斯拉、摩托桑采用碳化硅模塊，碳化硅材料這個產(chǎn)業(yè)，因?yàn)殡妱悠嚩鴰?，那我們國?nèi)的比亞迪也已經(jīng)在它的漢這一款車上采用了全碳化硅模塊，未來它可能逐漸在電動汽車?yán)锩媲腥胩蓟璧膽?yīng)用。
另外一個就是氮化鎵的快充，去年成為網(wǎng)紅產(chǎn)品那么今年依然是一個快速增長的一個小的產(chǎn)業(yè)，目前這個產(chǎn)值已經(jīng)超過了100個億增長速度非常之快，將來快沖將會滲透到各個領(lǐng)域，因?yàn)橛辛诉@兩個典型的應(yīng)用，將會帶動我們碳化硅將來在新能源、光伏逆變器、風(fēng)電電流器、充電樁以及我們的工業(yè)應(yīng)用還有包括我們能源互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，將會加速在這些領(lǐng)域的應(yīng)用，那么氮化鎵也不會失落。
在650伏G以下的這些電壓領(lǐng)域?qū)堑壍奶煜?，除了目前的快充未來會涉足我們?shù)據(jù)中心的電源以及我們一些低電壓的一些電源領(lǐng)域，那么都是氮化鎵電力電子它的應(yīng)用市場，那么在新能源汽車這個是未來一個主要的驅(qū)動力，那么這個驅(qū)動力的發(fā)展我們可以充分的去想象。
去年大概我們國家新能源汽車已經(jīng)超過了100萬輛，年產(chǎn)超過100萬輛，那么今年增速可能會更快，這就意味著電動汽車?yán)锩娌捎锰蓟杵骷?，因?yàn)樗囊恍┑湫蛢?yōu)勢，我們國內(nèi)的很多企業(yè)都已經(jīng)在介入碳化硅的應(yīng)用，這個將帶動我們碳化硅這個市場，以此為契機(jī)，其他的在新能源也必然有采用，這是發(fā)展的一個必然趨勢，那么氮化鎵的電力電子器件，那么以快充作為一個領(lǐng)頭羊。
在其他的方向上也會帶來一個拓展，這次總的市場預(yù)期我們有一個數(shù)據(jù)，大概年均的符合增長率是97%，這個數(shù)據(jù)應(yīng)該是比較好的。
氮化鎵射頻未來的市場會超過60個億，當(dāng)然射頻這一塊如果僅僅是我們的基站建設(shè)這個市場是有天花板的，我們既希望拓展到其他的一些應(yīng)用領(lǐng)域，前面我提到包括我們電動汽車的無人駕駛，還有我們的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等等這些應(yīng)用將會催生一些新的應(yīng)用市場，這是它的一個規(guī)模大概也是60億人民幣。
最后就是一個總結(jié)，總的來看，雖然我們跟國外跟西方這樣的一些競爭，給我們的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來了一些干擾，但是總的來看這個是一件好事，這樣也催生了我們國內(nèi)在這個領(lǐng)域各方面的一個共識，就是我們要做這項(xiàng)工作，那在產(chǎn)業(yè)鏈的建設(shè)方向我們依然要看到我們跟國外之間的差距，這里面特別是在材料，在一些關(guān)鍵技術(shù)，在工藝還有在人才培養(yǎng)方面，這快依然是我們的短板。
這個我們要有一些清醒的認(rèn)識，雖然未來的市場美好，前景美好但我們依然要踏踏實(shí)實(shí)解決目前我們遇到這些問題，更重要的的是我們各行各業(yè)，我們的科研機(jī)構(gòu)我們的產(chǎn)業(yè)公司，我們的地方政府我們的投資機(jī)構(gòu)大家要齊心協(xié)力，團(tuán)結(jié)起來，共同去應(yīng)用目前我們存在的問題。
在產(chǎn)業(yè)應(yīng)用方向上，我們依然要注重開發(fā)增量市場，在目前已有的市場基礎(chǔ)之上，我們要圍繞國家的戰(zhàn)略舉措去開發(fā)不斷的挖掘我們新的增長的應(yīng)用，這是未來我們要做的一些工作。
最后就是“十四五”是第三代半導(dǎo)體發(fā)展的一個關(guān)鍵時期，目前已經(jīng)進(jìn)入到最佳的窗口時期，我們的產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)進(jìn)入到這個領(lǐng)域的里面，要把握這樣的機(jī)會，想進(jìn)入的要慎重，因?yàn)檫@個格局已定，新進(jìn)入者意味著巨大的風(fēng)險，這個我們有時間可以在下面交流，那么未來五年各行各業(yè)，特別是在第三代半導(dǎo)體的應(yīng)用領(lǐng)域，將會有一個巨大的機(jī)會。
我們希望我們所有的企業(yè)都能夠把握住，另外就是未來產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要產(chǎn)業(yè)鏈的完善，特別我們一直在推動的各地區(qū)產(chǎn)業(yè)生態(tài)的建設(shè)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游之間的協(xié)同，包括我們各地方政府的政策配套，還有一些應(yīng)用環(huán)節(jié)的配套，依然是重要的。
