2020年第21期《求是》雜志發(fā)表的重要文章《國家中長期經(jīng)濟社會發(fā)展戰(zhàn)略若干重大問題》中，產(chǎn)業(yè)鏈安全再次被強調(diào)。
在今年的疫情壓力測試下，我國完備的產(chǎn)業(yè)體系、強大的動員組織和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)換能力，為疫情防控提供了重要物質(zhì)保障。
同時，疫情考驗也更加驗證了，要想保障我國產(chǎn)業(yè)安全和國家安全，就必須要著力打造自主可控、安全可靠的產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈，力爭重要產(chǎn)品和供應(yīng)渠道都至少有一個替代來源，形成必要的產(chǎn)業(yè)備份系統(tǒng)。
這一點，在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已得到充分體現(xiàn)。近年來，通訊行業(yè)龍頭中興、華為等遭到美國制裁讓行業(yè)深切體會到在關(guān)鍵技術(shù)被“卡脖子”的嚴重后果。
過往落后的局面已成歷史，眼下，在半導(dǎo)體這個長周期產(chǎn)業(yè)中，如何在尚有廣闊空間的市場占領(lǐng)優(yōu)勢是當(dāng)前的重中之重。
國產(chǎn)替代的春天
從行業(yè)發(fā)展進展來看，目前第三代半導(dǎo)體正在引領(lǐng)市場，其中，功率半導(dǎo)體尚有較大空間。所謂的功率半導(dǎo)體，按照集成度可以分為功率器件（各種二極管）和功率IC（集成電路）等。而功率器件主要功能是實現(xiàn)各種功率轉(zhuǎn)換。它可以精確地調(diào)節(jié)電路中的電壓、電流、頻率等參數(shù)，被譽為電力電子裝置中的“CPU”。
功率半導(dǎo)體下游應(yīng)用十分廣泛，主要包括消費電子、新能源汽車、可再生能源發(fā)電及電網(wǎng)、軌道交通、白色家電、工業(yè)控制等，目前市場規(guī)模呈現(xiàn)穩(wěn)健增長態(tài)勢。
目前，全球的功率半導(dǎo)體器件主要由歐洲、美國、日本三個國家和地區(qū)提供，他們憑借先進的技術(shù)和生產(chǎn)制造工藝，以及領(lǐng)先的品質(zhì)管理體系，大約占據(jù)了全球70%的市場份額，這個領(lǐng)域的龍頭基本都是海外巨頭，比如英飛凌、三菱等。
而在需求端，據(jù)統(tǒng)計，全球約有39%的功率半導(dǎo)體器件產(chǎn)能被中國大陸所消耗，是全球最大的需求大國，但其自給率卻僅有10%，嚴重依賴進口。在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域，我國的市占率極低，最大的龍頭公司也不足世界2%左右的份額，可謂是“國產(chǎn)替代”的春天。
從市場需求來看，新能源汽車和充電樁、可再生能源發(fā)電、工業(yè)控制和變頻家電成為功率半導(dǎo)體的主要增長驅(qū)動力，而中國在這些市場均有較大的需求量。
具體來看，在新能源汽車領(lǐng)域，根據(jù)市場機構(gòu)測算，2020年全球新能源乘用車銷售量合計約2100萬輛，2030年合計約3100萬輛。根據(jù)行業(yè)巨頭英飛凌財報披露的各類新能源車功率器件用量估算市場空間，2025年全球市場空間約370億元，2030年約570億元。其中，中國市場增量市場空間預(yù)測2025年達160億元，2035年達275億元。
隨著我國新能源汽車行業(yè)進入高速發(fā)展階段，充電樁也會隨著新車保有量的增加而進入密集建設(shè)期，在今年初時，已被納入國家新基建范疇。第三方機構(gòu)預(yù)測，未來10年直流充電樁建設(shè)對功率器件需求超過500億元。
而在可再生能源發(fā)電方面，以光伏領(lǐng)域為代表，據(jù)Bloomberg預(yù)測，2025年全球光伏新增裝機接近300GW，風(fēng)電也比照光伏5年2.5倍左右的增長，對應(yīng)IGBT的全球需求量級在12~15億美金。
工業(yè)領(lǐng)域是最為主要的功率半導(dǎo)體市場，且長期穩(wěn)定增長，尤其是智能家電變頻化趨勢增大了對功率半導(dǎo)體的需求。英飛凌數(shù)據(jù)顯示，非變頻家電到變頻家電半導(dǎo)體價值量從0.79美元增長至10.67美元，絕大部分的增量屬于功率器件。而我國又是全球最大的白色家電生產(chǎn)基地，約占全球白電產(chǎn)能的60%~70%。2019年冰箱和洗衣機銷售量同比增長20%，空調(diào)增長6%。2019年變頻家電滲透率方面，空調(diào)為45%，洗衣機39%，冰箱為26%。
這些領(lǐng)域也正是我國接下來要重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。最新發(fā)布的“十四五”規(guī)劃建議提出，國家將大力支持發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，在教育、科研、開發(fā)、融資和應(yīng)用等方面支持和扶持該產(chǎn)業(yè)。
而在人才儲備方面，近幾年，我國側(cè)面受益于中美摩擦導(dǎo)致的人才回流，為了支持科研人才搞研發(fā)，對于功率半導(dǎo)體器件應(yīng)用十分廣泛的電網(wǎng)領(lǐng)域已在變革。據(jù)國家電網(wǎng)全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院董事長滕樂天介紹，國家電網(wǎng)將于明年開始在全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院、功率半導(dǎo)體研究所實行預(yù)算成本制，費用包干，給予功率半導(dǎo)體研發(fā)團隊長期穩(wěn)定的研發(fā)費用支持。
在技術(shù)方面，據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹，目前國內(nèi)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈配套齊全，制造和封測環(huán)節(jié)處于國際先進行列，材料和設(shè)備剛需國產(chǎn)化難度低。新材料剛剛開始大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，國內(nèi)外技術(shù)差距不大，容易趕超。
從0到1的突破
新基建浪潮下，國產(chǎn)芯片將迎來巨大發(fā)展機遇。無論是5G、物聯(lián)網(wǎng)還是數(shù)據(jù)中心、人工智能等，都潛藏著海量的芯片需求。受到國際貿(mào)易形勢等因素影響，我國相關(guān)產(chǎn)業(yè)面臨著高端芯片等核心技術(shù)受制于人的局面，迫切需要新一代半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展與支撐。
11月6日，2020年中國寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)論壇暨產(chǎn)業(yè)發(fā)展峰會在浙江嘉興舉行。峰會現(xiàn)場發(fā)布了《寬禁帶功率半導(dǎo)體“十四五”建議書》，這是我國半導(dǎo)體行業(yè)首次站位寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展視角，為國家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)頂層設(shè)計及行業(yè)內(nèi)企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略選擇提供了重要依據(jù)。
作為參與國家“十四五”規(guī)劃建議提報的中寬聯(lián)，在此次大會上正式公開了《寬禁帶功率半導(dǎo)體“十四五”建議書》（以下簡稱《建議書》），首次從新一代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、技術(shù)趨勢、市場預(yù)測等多個方面建言獻策。
據(jù)了解，以碳化硅、氮化鎵、氧化鋅、金剛石、氮化鋁為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料，被稱為第三代半導(dǎo)體材料。與傳統(tǒng)材料相比，第三代半導(dǎo)體具備更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場、更高的導(dǎo)熱頻，以及更強的抗輻射能力等諸多優(yōu)勢，因此在高溫、高頻、強輻射等環(huán)境下被廣泛應(yīng)用。
“目前寬禁帶功率半導(dǎo)體是我國與發(fā)達國家差距相對較小的領(lǐng)域，最有機會實現(xiàn)功率半導(dǎo)體技術(shù)彎道超車，特別是實現(xiàn)高壓大功率器件的彎道超車，使我們擺脫功率半導(dǎo)體中的被動局限，也能做到0到1的突破與首創(chuàng)，”滕樂天表示。
對于寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，中國科學(xué)院院士郝躍指出，目前該領(lǐng)域已基本到產(chǎn)業(yè)化階段，需要工業(yè)部門、產(chǎn)業(yè)部門進一步推動如何把成品率提高、成本率降低、可靠率提升。
以碳化硅為例，碳化硅材料在許多領(lǐng)域優(yōu)于市場上最常見的硅材料。此前受制于材料成本，碳化硅模塊主要應(yīng)用于航空和高端特種應(yīng)用部分場景，目前正逐步向新能源汽車和工業(yè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。根據(jù)碳化硅行業(yè)龍頭Cree公司預(yù)測，到2022年碳化硅在電動車用市場空間將快速成長到24億美元，是2017年車用碳化硅整體收入700萬美元的342倍。
《建議書》從市場和產(chǎn)業(yè)化兩個層面提出建議，首先是從提升寬禁帶功率半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)化能力、布局未來寬禁帶功率半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)方向，解決制約我國寬禁帶功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展“卡脖子”問題。
具體來看，《建議書》提出要建立健全支撐碳化硅、氮化鎵材料、器件、模塊和應(yīng)用全產(chǎn)業(yè)鏈的配套產(chǎn)業(yè)體系，重點建設(shè)配套輔助材料、芯片制造設(shè)備、芯片封裝和監(jiān)測設(shè)備等的自主保障能力；以及夯實寬禁帶功率半導(dǎo)體材料和器件產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)，在5G等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)重點突破等具體產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題。
產(chǎn)業(yè)集聚的力量
受國產(chǎn)化替代提速和新基建政策加碼的兩大利好，資本也在持續(xù)加大對芯片半導(dǎo)體企業(yè)的投資。近年來，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的投資頻率和金額都呈上升趨勢。據(jù)統(tǒng)計，今年上半年，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)已經(jīng)位居各行業(yè)投資同比增速之首，達到驚人的215%。
在此次峰會上，中寬聯(lián)理事長宗艷民指出，越來越多的學(xué)者、企業(yè)、金融機構(gòu)進入這個領(lǐng)域，標(biāo)志著寬禁帶半導(dǎo)體受到各界關(guān)注，將走向快速發(fā)展的階段。
產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展離不開產(chǎn)業(yè)集群的打造。尤其是對于半導(dǎo)體這種對于產(chǎn)業(yè)鏈集聚作用要求較高的行業(yè)。據(jù)蘇州能訊高能半導(dǎo)體有限公司總經(jīng)理任勉介紹，半導(dǎo)體行業(yè)對于配套產(chǎn)業(yè)鏈要求較高，“單個項目不好發(fā)展起來，最好是有區(qū)域的整體規(guī)劃。”
而此次峰會的舉辦地——南湖產(chǎn)業(yè)新城正是這樣的產(chǎn)業(yè)集聚地。目前，長三角都市圈被認為是國內(nèi)發(fā)展設(shè)備制造端最有利的區(qū)域。南湖產(chǎn)業(yè)新城地處嘉興科技城內(nèi)，是承接滬蘇杭寧集成電路產(chǎn)業(yè)輻射和轉(zhuǎn)移的橋頭堡，已具備發(fā)展集成電路和新一代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的良好基礎(chǔ)，還可共享嘉興的技術(shù)、信息、人才支撐。
在政策方面，目前南湖區(qū)正在大力實施《中國制造2025南湖行動計劃》，將數(shù)字經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)作為1341新型產(chǎn)業(yè)體系的引擎，南湖區(qū)重點培育集成電路產(chǎn)業(yè)，制定了集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展的規(guī)劃。
自2017年以來，華夏幸福堅持“產(chǎn)業(yè)優(yōu)先”的核心策略，積極為南湖產(chǎn)業(yè)新城導(dǎo)入先進產(chǎn)業(yè)集群，重點聚焦包括寬禁帶半導(dǎo)體在內(nèi)的新一代信息技術(shù)、智能裝備制造、科創(chuàng)服務(wù)、醫(yī)療器械、生物醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)，為企業(yè)提供了全流程綜合解決方案。“配套設(shè)施建設(shè)完備，交通條件好，人才的聚集度高，不僅有領(lǐng)軍人才，還有基礎(chǔ)人才，這些都是影響半導(dǎo)體企業(yè)投資選址的重要因素，”任勉總結(jié)道：“從這些因素看，南湖產(chǎn)業(yè)新城都具備了。”
目前，華夏幸福南湖產(chǎn)業(yè)新城所打造的集成電路和新一代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群，依托斯達半導(dǎo)體、禾潤電子、芯動科技、中晶半導(dǎo)體等龍頭企業(yè)聚集，形成產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展優(yōu)勢，目前已形成覆蓋設(shè)計、制造、封裝測試、設(shè)備和材料的完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)。今年以來，多個重大項目相繼落戶南湖產(chǎn)業(yè)新城，將助力南湖打造成為長三角半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化與應(yīng)用示范區(qū)。
華夏幸福執(zhí)行總裁趙威表示，“我們將繼續(xù)營造良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境，與更多領(lǐng)軍企業(yè)攜手，共同打造集成電路和新一代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群，助力南湖區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。”
