硅光卷積加速芯片。
近日,第三代半導(dǎo)體突然走紅市場,帶動諸多半導(dǎo)體行業(yè)上市公司股價輪番上漲。
引發(fā)市場火爆行情的是一則“中國制定第三代半導(dǎo)體發(fā)展計劃”的消息。
這一消息讓人聯(lián)想起我國在芯片領(lǐng)域遭遇的“卡脖子”問題,以及我國自立自強(qiáng)發(fā)展高科技的行動。
不久前,科技部正式批復(fù)支持廣東省和江蘇省建設(shè)國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)科技創(chuàng)新中心,以聚焦第三代半導(dǎo)體關(guān)鍵核心技術(shù)和重大應(yīng)用突破,統(tǒng)籌全國優(yōu)勢力量為第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)提供源頭技術(shù)供給,推動我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力整體躍升。
在兩大發(fā)達(dá)地區(qū)珠三角和長三角,布局第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域,凸顯出了我國正在瞄準(zhǔn)第三代半導(dǎo)體這一與國際差距相對較小的領(lǐng)域進(jìn)行差異化競爭,以破解“缺芯少核”之痛的努力。
第三代半導(dǎo)體:我國與發(fā)達(dá)國家差距縮小
第三代半導(dǎo)體技術(shù)以氮化鎵、碳化硅等為主要原料,在導(dǎo)熱率、抗輻射能力、擊穿電場、電子飽和速率等方面優(yōu)點(diǎn)突出,是固態(tài)光源和電力電子、微波射頻器件的“核芯”,在半導(dǎo)體照明、新一代移動通信、新能源并網(wǎng)、智能電網(wǎng)、高速軌道交通、新能源汽車等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
第三代半導(dǎo)體,與第一代半導(dǎo)體和第二代半導(dǎo)體,并非是技術(shù)上的層進(jìn)關(guān)系,而是并存關(guān)系。如果將第一代半導(dǎo)體比作人的大腦和記憶,第二代半導(dǎo)體比作人的感知和傳遞等神經(jīng)系統(tǒng),那么第三代半導(dǎo)體則可以比作人的心臟。
三代半導(dǎo)體技術(shù)助力經(jīng)濟(jì),可以將人類真正帶入萬物互聯(lián)的智能化數(shù)字經(jīng)濟(jì)時代。
近年,LED照明系統(tǒng)在國內(nèi)各大城市亮相,就是第三代半導(dǎo)體技術(shù)的具體應(yīng)用。
盡管目前第三代半導(dǎo)體技術(shù)的市場規(guī)模預(yù)計不過100億美元左右,但其不斷拓展的廣闊應(yīng)用場景,顯示其能催生出一個萬億級的潛在市場。
硅光AI芯片測試系統(tǒng)。
縱觀全球第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),其國際產(chǎn)業(yè)格局為美、日、歐三足鼎立,科銳、意法半導(dǎo)體、英飛凌、住友、恩智浦等群雄逐鹿。其中,美國擁有較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈,尤其是在碳化硅領(lǐng)域,美國為全球獨(dú)大,歐盟的主要優(yōu)勢則集中在外延環(huán)節(jié)、襯底、器件環(huán)節(jié),日本在設(shè)備和模塊開發(fā)等方面領(lǐng)先。
第一代和第二代半導(dǎo)體技術(shù)方面,我國與美、歐、日等發(fā)達(dá)國家還存在較大差距。在第三代半導(dǎo)體上,經(jīng)過十年來的努力,我國與這些國家的差距相對較小,加之我國具有較大的市場容量,因此,我國選擇第三代半導(dǎo)體技術(shù)進(jìn)行重點(diǎn)突破,前景可期。
我國有望突破“缺芯少核”困局
當(dāng)前,我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)主要集中在長三角、珠三角、京津冀、閩三角等地,尤其是長三角和珠三角的實(shí)力相對雄厚。
以長三角為例,江蘇、浙江、上海、安徽等地紛紛布局第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),使長三角具有了完整的全產(chǎn)業(yè)生態(tài)鏈。
今年4月19日,國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心江蘇平臺在蘇州工業(yè)園正式掛牌,表明以蘇州為軸心的長三角第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局基本成型。該園區(qū)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已培育了40多家上下游骨干企業(yè),形成了完整的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。
蘇州工業(yè)園區(qū)有多家半導(dǎo)體企業(yè)。
具體而言,第三代半導(dǎo)體已成為江蘇省“十四五”規(guī)劃和2035遠(yuǎn)景目標(biāo)的布局重點(diǎn)。此外,江蘇目前在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域已培育出了納微科技、英諾賽科、中科漢韻,以及華瑞微集成電路、蘇州能訊高能半導(dǎo)體等多家優(yōu)秀企業(yè)。
浙江也涌現(xiàn)出了士蘭微、露笑科技、中電化合物半導(dǎo)體等一批優(yōu)秀企業(yè)。
在珠三角,第三代半導(dǎo)體技術(shù)同樣是廣東“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)的重要靶點(diǎn)。去年9月,廣東省明確將設(shè)立首期規(guī)模達(dá)200億元的半導(dǎo)體及集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金,支持半導(dǎo)體和集成電路領(lǐng)域的技術(shù)創(chuàng)新,打造以廣州、深圳、珠海為核心的兩千億級芯片設(shè)計產(chǎn)業(yè)集群。
今年深圳市政府工作報告已明確指出,將加快國家第三代半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新中心等重大創(chuàng)新平臺建設(shè)。
在深圳設(shè)立國家級第三代半導(dǎo)體科技創(chuàng)新中心,不僅可以借助深圳在資本市場上的市場優(yōu)勢、資金優(yōu)勢,而且可以充分調(diào)動珠三角在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的實(shí)力沉淀。
目前,深圳已經(jīng)成立了第三代半導(dǎo)體器件重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等一批重要平臺;同時,深圳已成為國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)品銷售、集散和設(shè)計中心,擁有海思、中興、青銅器等第三代半導(dǎo)體研發(fā)企業(yè),產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)相當(dāng)雄厚。
深圳
另外,與其比鄰的東莞,不僅擁有中國第三代半導(dǎo)體南方基地、松山湖材料實(shí)驗(yàn)室等一批實(shí)力雄厚的科研中心,而且涌現(xiàn)出了中鎵、天域、中圖、中晶、易事特等國內(nèi)一批知名半導(dǎo)體龍頭企業(yè)。同時,該地區(qū)還集中了華為、中興、OPPO、VIVO、比亞迪、南方電網(wǎng)、南車、大疆等具有全球影響力的終端廠商。
我國同時在長三角和珠三角布局兩大國家第三代半導(dǎo)體科技創(chuàng)新中心,正是基于兩大地區(qū)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、應(yīng)用場景和技術(shù)優(yōu)勢。通過推動兩地競爭性發(fā)展、合作性互補(bǔ),珠聯(lián)璧合,有望緩解我國“缺芯少核”的困局,在下一代信息技術(shù)中占領(lǐng)戰(zhàn)略制高點(diǎn)。
補(bǔ)短板加長板,發(fā)展半導(dǎo)體需持續(xù)技術(shù)積累
長三角和珠三角等地區(qū)在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的發(fā)展,需要瞄準(zhǔn)自身短板發(fā)力,避免低水平重復(fù)建設(shè)和概念炒作。
在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)上,我國與發(fā)達(dá)國家相比大約落后兩年的時間。第三代半導(dǎo)體技術(shù)暫時不需要高精尖的制程;同時,第三代半導(dǎo)體對EDA工具的要求也不高,至少我國自身的EDA可以滿足需求。
但是,我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的短板也較為明顯,如在基礎(chǔ)材料方面,我國與發(fā)達(dá)國家存在不小差距。同時,在碳化硅、外延爐、離子注入機(jī)等設(shè)備技術(shù)方面,也存在一些差距。此外,目前,國內(nèi)光刻膠在質(zhì)量和性能上與國際同類產(chǎn)品也有明顯差距。
這些亟待突破的問題,不是單靠資金投入就可以解決的,還需要通過持續(xù)不斷的技術(shù)積累,才能實(shí)現(xiàn)質(zhì)的突破。
各地布局第三代半導(dǎo)體時,要避免“一窩蜂”投入、重復(fù)建設(shè),導(dǎo)致產(chǎn)能過剩的隱患。
總之,長三角、珠三角兩大發(fā)達(dá)地區(qū),若能在第三代半導(dǎo)體技術(shù)上芯芯相印、芯芯相吸,優(yōu)勢互補(bǔ),將增加我國在半導(dǎo)體和集成電路領(lǐng)域與美、歐、日并駕齊驅(qū)的勝算。