2022世界5G大會即將于8月10日-12日在黑龍江哈爾濱啟幕。在今日舉行的“半導體材料產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研討會”上，第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟副理事長兼秘書長楊富華發(fā)表了主題為《第三代半導體產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展戰(zhàn)略》的演講。
半導體產(chǎn)業(yè)是新的地緣政治下全球競爭焦點，是國家高技術實力、經(jīng)濟安全、國防能力、國際競爭力的主要標志。也是美國對中國科技全面打壓的重點，面臨著技術封鎖和貿(mào)易禁令升級，全球進入“芯片荒”。美日政府對此加大投入，完善全產(chǎn)業(yè)鏈布局和供應鏈的控制權。
楊富華認為，半導體產(chǎn)業(yè)的高質量的發(fā)展需要部署決戰(zhàn)未來，關系全局、影響深遠、是戰(zhàn)略必爭的高技術領域，需要認清差距、防范風險，保障全鏈條產(chǎn)業(yè)安全。
目前，半導體新材料正在重塑全球半導體產(chǎn)業(yè)競爭新格局。新材料驅動著半導體發(fā)展新戰(zhàn)略。一方面超越摩爾技術，搶占制高點。比如功率電子、射頻電子、光電子材料等領域達到國際先進水平，面向重大需求實現(xiàn)信息、能源、交通、國防等領域的自主保障。另一方面，在后摩爾技術，超前布局，發(fā)展出數(shù)種國際領先的低維和量子材料。目前，我國已經(jīng)形成了在部分領域對美國的技術優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)制衡。
然而，當前全球面臨“芯片荒”，比如汽車半導體、手機芯片等一片難求，美國、歐盟、日本都加大投入，龍頭企業(yè)不斷完善全產(chǎn)業(yè)鏈布局，以提高未來在全球半導體產(chǎn)業(yè)的話語權和供應鏈的控制權。全球第三代半導體仍然由美歐日企業(yè)主導，美國等發(fā)達國家通過設立國家級創(chuàng)新中心、產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟等形式，引領、加速并搶占全球第三代半導體市場。龍頭企業(yè)不斷完善全產(chǎn)業(yè)鏈布局，通過對上下游企業(yè)并購和深度合作，提升競爭力，形成產(chǎn)業(yè)鏈整合趨勢。
近年來，我國技術實力提升，市場快速啟動，產(chǎn)業(yè)鏈初步形成。數(shù)據(jù)顯示，2021年我國第三代半導體產(chǎn)值為7900億元，具備了全創(chuàng)新鏈的研發(fā)能力，初步形成了從材料、器件到應用的全產(chǎn)業(yè)鏈。但楊富華指出，整體競爭力不強，特別是核心材料和關鍵裝備成為瓶頸，未來5年市場增速超過40%，新能源企業(yè)、5G通信等領域啟動規(guī)模應用。
整體來看，主要是應用需求驅動產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)快速發(fā)展。2021年我國第三代半導體產(chǎn)業(yè)電力電子和射頻電子兩個領域實現(xiàn)總產(chǎn)值達到127億元，較2020年增長20.4%。SiC、GaN電力電子產(chǎn)值規(guī)模達到58億元，同比增長29.6%。GaN微波射頻產(chǎn)值達到69億元，同比增長13.5%。
我國半導體產(chǎn)業(yè)機遇與挑戰(zhàn)并存
目前，我國第三代半導體產(chǎn)業(yè)迎來戰(zhàn)略機遇期。全球最大市場已經(jīng)啟動(新型電力系統(tǒng)、高鐵、新能源企業(yè)、5G/6G通信、半導體照明以及超越照明、工業(yè)電機及消費電子市場等)，應用需求驅動技術創(chuàng)新。同時，具備20年技術儲備，單項冠軍(黃綠光LED)，但國際半導體產(chǎn)業(yè)和裝備巨頭還未形成專利，標準和規(guī)模的壟斷，與國家先進水平差距不大，有機會實現(xiàn)超越。
此外，與集成電路相比，投資門檻不高，對工藝尺寸線寬、設計復雜度、裝備精密制造要求相對低。最為重要的是，中國精密加工制造技術和配套能力的迅速進步，特別是有01、02專項的技術，具備開發(fā)并逐步主導該產(chǎn)業(yè)的能力和條件。
然而，在楊富華看來，我國半導體產(chǎn)業(yè)還面臨五點挑戰(zhàn)：一是材料瓶頸。缺乏產(chǎn)業(yè)級和規(guī)模的先進材料研發(fā)，碳化硅籽晶和單晶生長工藝控制技術和國家有5年左右的差距。二是芯片代差。介質材料、高溫高能量等工藝不成熟，芯片制造能力弱，產(chǎn)能不足，良率低，成本高，可靠性差。三是應用迭代不足。芯片設計與應用的匹配性不夠，上下游聯(lián)動迭代不夠，在系統(tǒng)中成本占比低，性能和可靠性要求高，國產(chǎn)進入應用供應鏈難度大、周期廠、產(chǎn)業(yè)化能力提升慢。四是裝備進口，國產(chǎn)裝備以仿制為主，原型樣機階段，技術引領性不足，仍處于跟跑狀態(tài)，檢測設備基本全部依賴進口。五是人才緊缺，各層次人才規(guī)模不夠，高端和戰(zhàn)略性人才緊缺，面臨國際技術禁運和封鎖。
他表示，在“十四五”國際科技計劃下，統(tǒng)籌規(guī)劃，最終形成發(fā)展合力。國家重要研發(fā)計劃指出，以寬禁帶半導體為主，主要布局眼前卡脖子問題，解決核心產(chǎn)品的進口替代。2030重大項目中指出，以新材料驅動半導體發(fā)展新戰(zhàn)略、超前布局，搶占未來制高點，構建全球半導體產(chǎn)業(yè)競爭新格局。圍繞國家第三代半導體技術創(chuàng)新中心建設任務，科技創(chuàng)新2030重點新材料專項，示范工程推廣，協(xié)同部署研發(fā)鏈、產(chǎn)業(yè)鏈和資本鏈。
楊富華透露，我國第三代半導體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展目標是——十年全鏈條進入世界先進行列。2025年解決燃眉之急，其中5G高頻毫米波頻段電子期間國產(chǎn)化率達到80%;實現(xiàn)功率電子材料和器件在高鐵、新能源汽車、智能電網(wǎng)等規(guī)模應用;實現(xiàn)光健康、光生物、通信顯示等領域國際創(chuàng)新引領。以及，發(fā)展初數(shù)種國際先進水平的地維和量子材料。
預計在2030年形成發(fā)展優(yōu)勢。建立自主知識產(chǎn)權的半導體新材料技術和人才保障體系，功率電子、射頻電子、光電子材料等領域達到國際先進水平，發(fā)展出數(shù)種國際領先的低維與量子材料，實現(xiàn)信息、能源、交通、國防等領域的自主保障，形成對美國的技術優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)制衡;引領遠海風電等國際特高壓輸變電技術原始創(chuàng)新，國產(chǎn)化率達到70%。實現(xiàn)高鐵、新能源汽車用功率半導體自主可控，國產(chǎn)化率達到70%。搶占6G通信制高點，領先美國進入太赫茲萬物智聯(lián)時代;高端原材料和核心裝備國產(chǎn)化率80%。產(chǎn)業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)形成5家世界級龍頭企業(yè)，全產(chǎn)業(yè)鏈進入世界先進行列新增產(chǎn)值超2000億，帶動產(chǎn)值5.7萬億，年節(jié)電1.5萬億度，減少碳排放11.8億噸。
在演講最后，楊富華介紹了我國半導體整體發(fā)展愿景——建立協(xié)同創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)體系和生態(tài)。一是建立目標明確、權責清晰、體系化任務型的產(chǎn)學研創(chuàng)新聯(lián)合體，加快迭代研發(fā)，打通產(chǎn)業(yè)鏈條，實現(xiàn)核心關鍵產(chǎn)品國產(chǎn)替代，推動產(chǎn)業(yè)整體達到國際先進水平。
二是建設開放、高水平的專業(yè)化國家級平臺，加強基礎材料、設計、工藝、裝備、封測、標準等國家體系化能力建設。
三是探索構建科技金融網(wǎng)鏈，下游反哺上游方式帶動杜會資本，探索平臺+孵化器+基金+基地以及大中小企業(yè)融通發(fā)展的合作新模式。四是加強精準的國際與區(qū)域合作，推進政府間合作框架下的項目合作與平臺建設，開展常態(tài)化海外項目輸送與技術轉移。
