概況

第三代半導(dǎo)體指以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等材料為代表的帶隙寬度明顯大于硅和砷化鎵的寬禁帶半導(dǎo)體材料。

半導(dǎo)體行業(yè)素有“一代材料、一代技術(shù)、一代產(chǎn)業(yè)”之說。第三代半導(dǎo)體與第一、二代并不是簡單替代關(guān)系，而是共存關(guān)系。第三代半導(dǎo)體在高頻高壓領(lǐng)域應(yīng)用具有優(yōu)勢，這些并非傳統(tǒng)硅材料半導(dǎo)體所擅長的。

本報(bào)告基于長三角地區(qū)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，對(duì)行業(yè)進(jìn)行了整體性體檢，旨在提供一份全面的健康報(bào)告，為行業(yè)提供有針對(duì)性的建議和改善方案。

發(fā)育指標(biāo)

我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)總體進(jìn)入成長期。2022年我國第三代半導(dǎo)體功率電子和微波射頻兩個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)總產(chǎn)值141.7億元，較2021年增長11.7%。雖然市場規(guī)模還不大，但增長迅速，產(chǎn)品應(yīng)用集中于新能源汽車與ICT產(chǎn)品等行業(yè)(如5G），均是前沿科技領(lǐng)域，是各國產(chǎn)業(yè)競爭的焦點(diǎn)之一。

長三角和珠三角是發(fā)展最具競爭力的兩大區(qū)域。從企業(yè)數(shù)量看，長三角、珠三角總體企業(yè)數(shù)占全國比重超7成；從專利數(shù)量看，2001-2020年各省市第三代半導(dǎo)體專利申請(qǐng)數(shù)量，以江蘇省、廣東省位居前列；從落地項(xiàng)目看，2017-2021年9月，全國簽約第三代半導(dǎo)體項(xiàng)目超70個(gè)，長三角區(qū)域占據(jù)“半壁江山”，超其余地區(qū)之和。

產(chǎn)業(yè)鏈CT掃描

第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈具有明顯的上游牽引效應(yīng)，襯底、外延、器件制造是第三代半導(dǎo)體區(qū)分于傳統(tǒng)半導(dǎo)體生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中襯底生產(chǎn)占成本50%。

圖：第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈價(jià)值分布

SiC產(chǎn)業(yè)鏈掃描：

GaN產(chǎn)業(yè)鏈掃描：

雖然目前國內(nèi)廠商與國外尚有差距，但相比傳統(tǒng)半導(dǎo)體，與國際巨頭的代差相對(duì)較小，有望突破封鎖、迎頭趕上。第三代半導(dǎo)體核心難點(diǎn)在材料制備，同時(shí)設(shè)備也較多依賴進(jìn)口。其他環(huán)節(jié)可實(shí)現(xiàn)較高的國產(chǎn)化度。如2018年天科合達(dá)實(shí)現(xiàn)6英寸碳化硅晶片量產(chǎn)；2019年美國Cree完成8英寸碳化硅晶圓樣品制備。二者在技術(shù)代際差別不懸殊。

細(xì)胞分布

上海集成電路產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)雄厚，起點(diǎn)較高，已經(jīng)成為國內(nèi)集成電路產(chǎn)業(yè)綜合水平高、產(chǎn)業(yè)鏈完整、產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境好的地區(qū)之一。張江科學(xué)城是上海第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最主要的研發(fā)、測試集聚地。臨港新片區(qū)則成為上海推動(dòng)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)線落地的橋頭堡。上海其他區(qū)域吸引部分第三代半導(dǎo)體項(xiàng)目發(fā)展。如普陀區(qū)聞泰科技將打造5G終端產(chǎn)業(yè)園；寶山中科鋼研碳化硅項(xiàng)目總部目標(biāo)建設(shè)擁有國內(nèi)外多個(gè)生產(chǎn)基地、產(chǎn)品銷售與服務(wù)中心的企業(yè)集團(tuán)。

江蘇省第三代半導(dǎo)體企業(yè)數(shù)量最多，南京、蘇州是重點(diǎn)布局城市。企查查數(shù)據(jù)，長三角共有第三代半導(dǎo)體相關(guān)企業(yè)1608家，其中江蘇企業(yè)1021家，占比63.5%。南京為中國集成電路產(chǎn)業(yè)的重鎮(zhèn)之一，以江北新區(qū)為核心，江寧開發(fā)區(qū)、南京開發(fā)區(qū)兩翼齊飛；蘇州在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)布局較早，形成了較為完善的氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈。如在襯底方面，有蘇州納維（氮化鎵單晶襯底）；在外延方面，有蘇州晶湛（大尺寸氮化鎵外延片）和江蘇華功（硅基氮化鎵外延片）等；在功率器件方面，有蘇州能訊（氮化鎵基微波電子器件）、江蘇能華（氮化鎵基開關(guān)功率器件）等?？臻g布局以蘇州汾湖高新區(qū)、蘇州吳江區(qū)、蘇州工業(yè)園區(qū)為主陣地。

浙江省將第三代半導(dǎo)體作為重點(diǎn)發(fā)展十大標(biāo)志性產(chǎn)業(yè)鏈之一，形成以杭州、寧波、紹興為核心的產(chǎn)業(yè)布局。杭州依托良好的營商環(huán)境與人才儲(chǔ)備，一批優(yōu)秀企業(yè)和機(jī)構(gòu)在不同領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破，如主營碳化硅和氮化鎵器件研發(fā)與銷售的派恩杰半導(dǎo)體；由國家集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金參與共同發(fā)起的安芯眾城半導(dǎo)體基金等。中電化合物、錦浪新能源、芯健半導(dǎo)體分別與寧波某新能源汽車企業(yè)、鍇威特半導(dǎo)體以及浙江大學(xué)、海特創(chuàng)簽署合作協(xié)議。紹興諸暨打造集成電路產(chǎn)教融合基地。

安徽省于自貿(mào)區(qū)布局發(fā)展第三代半導(dǎo)體等前沿產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化與典型應(yīng)用，主要布局合肥、蕪湖等城市。合肥依托政府投資押注第三代半導(dǎo)體。2021年6月，合肥政府旗下投資基金對(duì)合肥露笑半導(dǎo)體增資1.1億元，投資建設(shè)第三代功率半導(dǎo)體（碳化硅）產(chǎn)業(yè)園。

截至2021年8月，長三角第三代半導(dǎo)體累計(jì)已建、在建產(chǎn)線總投資達(dá)847億元。上海、蘇州、嘉興、合肥產(chǎn)線投資均超過百億。從項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)鏈看，51.7%的項(xiàng)目為下游器件制造，上游設(shè)備及襯底項(xiàng)目占17.2%，中游外延生長項(xiàng)目占14.4%，全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋的項(xiàng)目占16.7%。

圖：長三角地區(qū)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)線投資

病癥診斷

經(jīng)檢驗(yàn)，長三角第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)存在以下癥結(jié)：

一是研發(fā)端有效創(chuàng)新積累不夠。雖然專利積累量大，但高校和科研單位的專利申請(qǐng)占比居多，其中僅很少一部分專利轉(zhuǎn)移給了企業(yè)。而日本、美國的技術(shù)專利基本都是企業(yè)申請(qǐng)。且企業(yè)申請(qǐng)專利數(shù)排名靠前的多為光電行業(yè)企業(yè)，電力電子、射頻領(lǐng)域等新興領(lǐng)域還不多。

二是設(shè)備端高等級(jí)的工藝、檢測、制造裝備缺乏。一些特殊的生產(chǎn)設(shè)備，如高溫離子注入機(jī)、量產(chǎn)型高溫退火爐、MOCVD反應(yīng)室等，美、歐、日掌握著市場近90%的份額。

三是人才支撐不足。目前培養(yǎng)的第三代半導(dǎo)體材料方面的人才，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足行業(yè)的需求。以GaN射頻芯片為例，其芯片設(shè)計(jì)不像數(shù)字芯片那樣大量依靠EDA工具，而有賴設(shè)計(jì)人員對(duì)制造工藝、器件的理解，需要長時(shí)間的試驗(yàn)與積累。

四是存在一定程度無序競爭現(xiàn)象。如股市借第三代半導(dǎo)體概念炒作，各地間產(chǎn)業(yè)競爭，部分企業(yè)被盲目追捧，造成資源浪費(fèi)。

健康建議

（一）強(qiáng)基固本：研發(fā)端對(duì)接產(chǎn)業(yè)化+商業(yè)化

站在產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化角度，建立長三角產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)新聯(lián)合體。聯(lián)合長三角主要政、產(chǎn)、學(xué)、研、用、金等資源，建立風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)、收益共享、多元主體的協(xié)同創(chuàng)新共同體，共同攻克重大科技難題。

推動(dòng)長三角產(chǎn)業(yè)共享平臺(tái)建設(shè)。建設(shè)組織運(yùn)行開放、創(chuàng)新資源集聚的專業(yè)化國家技術(shù)創(chuàng)新中心，共享設(shè)備、技術(shù)、專利、人才等資源，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展的公共研發(fā)平臺(tái)，解決創(chuàng)新資源薄弱、創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化難等問題。

案例：韓國釜山功率半導(dǎo)體商業(yè)化中心

韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)試圖減輕對(duì)存儲(chǔ)產(chǎn)品的依賴，向其他領(lǐng)域進(jìn)軍。由于缺乏技術(shù)和專利，韓國第三代半導(dǎo)體90%以上的市場需求依賴進(jìn)口。

釜山市從2017年開始著手打造SiC(碳化硅)功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集群，釜山技術(shù)園區(qū)是主要載體。園區(qū)建設(shè)功率半導(dǎo)體商業(yè)化中心（PSCC），與韓國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)共同推進(jìn)“功率半導(dǎo)體原型共同生產(chǎn)支援計(jì)劃”，目標(biāo)是在開發(fā)半導(dǎo)體原型的過程中，將生產(chǎn)和設(shè)備的成本降低50%-60%，幫助企業(yè)加速商業(yè)化。

功率半導(dǎo)體商業(yè)化中心建立了可共享的韓國國內(nèi)第一個(gè)6英寸碳化硅功率半導(dǎo)體原型制造工廠，擁有生產(chǎn)設(shè)備28臺(tái)，占地面積1244平方米，幫助企業(yè)驗(yàn)證工藝、降低成本并推向市場化。目前已與9家公司簽署了產(chǎn)品研發(fā)合同。

（二）內(nèi)育外引：利用長三角下游應(yīng)用企業(yè)多的優(yōu)勢，引領(lǐng)更多應(yīng)用場景落地

編制《長三角第三代半導(dǎo)體供需對(duì)接手冊(cè)》。由政府主導(dǎo)開展長三角第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供需情況調(diào)研，向標(biāo)桿企業(yè)征集供給和需求信息，幫助上下游企業(yè)了解各方的零部件、技術(shù)及產(chǎn)品的需求，促進(jìn)長三角地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同、融合發(fā)展。

整合終端需求提高龍頭企業(yè)營收和產(chǎn)量。發(fā)揮我國電力電網(wǎng)、高速鐵路、新能源汽車等產(chǎn)業(yè)規(guī)模優(yōu)勢，以下游市場應(yīng)用拉動(dòng)上游研發(fā)制造，開展核心技術(shù)攻關(guān)、關(guān)鍵產(chǎn)品研制、產(chǎn)品集成應(yīng)用等工作，打通國產(chǎn)第三代半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈，建立“設(shè)計(jì)-研發(fā)-制程-測評(píng)-認(rèn)證-集成-應(yīng)用-孵化-標(biāo)準(zhǔn)”良性循環(huán)的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

積極對(duì)接國際資源，為企業(yè)進(jìn)入國際市場創(chuàng)造機(jī)遇。組建國際第三代半導(dǎo)體科技創(chuàng)新合作中心，積極參與國家“一帶一路”總體工作部署，共建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室并深入開展雙邊科技和市場對(duì)接。

（三）疏通氣血：合理引導(dǎo)資本流動(dòng)，創(chuàng)造良性競爭環(huán)境

設(shè)立長三角半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基金，借“混改”融通多元主體。通過社會(huì)資本與國有資本相互融合，促進(jìn)商業(yè)模式的不斷創(chuàng)新，推動(dòng)更多優(yōu)質(zhì)第三代半導(dǎo)體企業(yè)上市。設(shè)立長三角產(chǎn)業(yè)基金，支持跨區(qū)域投資國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)潛力項(xiàng)目。

以良性競爭吸引產(chǎn)業(yè)投資。適當(dāng)?shù)呐菽欣谫Y本集中，促進(jìn)競爭，活躍市場，重點(diǎn)關(guān)注泡沫背后，能不能留下一批好公司、好產(chǎn)品、好技術(shù)。

（四）調(diào)養(yǎng)經(jīng)絡(luò)：全球獵取+自身培養(yǎng)，充實(shí)產(chǎn)業(yè)人才隊(duì)伍

構(gòu)建人才地圖，全球獵取領(lǐng)軍人才。針對(duì)不同的人群分類、能力現(xiàn)狀及未來能力要求，鎖定全球企業(yè)、高校中的高端人才，獵取至國內(nèi)機(jī)構(gòu)及企業(yè)中來。

繪制人才培養(yǎng)路線圖，潛心培育人才。與長三角的復(fù)旦、交大、浙大等知名高校，以及企業(yè)大學(xué)共同發(fā)起。通過資源要素集聚融合、優(yōu)勢互補(bǔ)，打造支撐產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的產(chǎn)教融合人才培養(yǎng)體系。

來源：經(jīng)邑智研