南方財經(jīng)全媒體記者陳夢璇 南沙報道

新能源汽車、光伏和智能電網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)發(fā)展驅(qū)動迅猛，推動了對以碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體材料和器件需求的井噴式增長。

3月17日，由第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟和廣州市南沙區(qū)第三代半導(dǎo)體創(chuàng)新中心主辦，以“綠色低碳共創(chuàng)未來”為主題的第四屆第三代半導(dǎo)體支撐新能源汽車創(chuàng)新發(fā)展高峰論壇在南沙舉行，300多名來自各高校、科研院所、產(chǎn)業(yè)界的參會代表現(xiàn)場參會，共同探討跨產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新機制，推動第三代半導(dǎo)體國產(chǎn)材料和器件在新能源汽車產(chǎn)業(yè)的示范應(yīng)用。

與會專家認(rèn)為，當(dāng)前，全球正值新的地緣政治下的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)重塑的歷史關(guān)鍵期。被譽為“現(xiàn)代工業(yè)糧食”的集成電路產(chǎn)業(yè)，未來5年將迎來發(fā)展的關(guān)鍵期，創(chuàng)新驅(qū)動和上下游產(chǎn)學(xué)研協(xié)作，仍是促進半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要路徑。

以創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)協(xié)同破題“缺芯”

“以第三代半導(dǎo)體為代表的化合物半導(dǎo)體主要面向超越摩爾技術(shù)，以開發(fā)集成電路之外的其它功能為核心標(biāo)志，如微波射頻、電力電子、傳感、照明和生物芯片等。”中國工程院院士、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會主任干勇介紹，從國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢來看，隨著硅半導(dǎo)體材料主導(dǎo)的摩爾定律逐漸走向其物理極限，以第三代半導(dǎo)體為代表的半導(dǎo)體新材料未來10年將對國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局的重塑產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。

這一發(fā)展趨勢也為中國工程院院士、西安交通大學(xué)教授鄭南寧所認(rèn)可：“目前世界主要經(jīng)濟體不斷加大在半導(dǎo)體領(lǐng)域的投入，全球半導(dǎo)體市場保持了高速的增長。國際第三代半導(dǎo)體材料、器件實現(xiàn)了從研發(fā)到規(guī)模性量產(chǎn)的成功跨越，已進入產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)展階段，在新能源汽車、高速列車、5G通信、光伏并網(wǎng)、消費類電子等多個重點應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了突破。”

回到國內(nèi)，鄭南寧觀察到，當(dāng)前正值新的地緣政治下全球半導(dǎo)體競爭力重構(gòu)的歷史關(guān)鍵期，國內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化核心技術(shù)取得突破、產(chǎn)業(yè)布局較為全面、市場應(yīng)用逐步開啟，自主可控能力逐漸增強，整體競爭力不斷提升，但支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍需有效市場和有力政府的支持。

在新能源汽車應(yīng)用場景中，第三代半導(dǎo)體具備耐高壓、耐高溫、高頻等特性，是實現(xiàn)新能源汽車電控系統(tǒng)高效率、高可靠性、高功率密度以及高集成度的關(guān)鍵。碳化硅作為第三代半導(dǎo)體材料，是半導(dǎo)體與新能源汽車賽道的黃金交匯點。

科技部原副部長、十三屆全國政協(xié)教科衛(wèi)體委員會副主任、聯(lián)盟指導(dǎo)委員會主任曹健林介紹，2022年我國第三代半導(dǎo)體功率電子在電動汽車及充電樁市場規(guī)模年均增速接近37.5%，是未來幾年第三代半導(dǎo)體功率電子市場增長的主要驅(qū)動力。隨著碳化硅正在越來越多地被用于新能源汽車牽引主逆變器、車載充電機OBC以及高低壓DC-DC轉(zhuǎn)換器中，碳化硅材料和器件的需求量被大幅拉動。

多位業(yè)界代表在分享觀點時提到，目前國際上均大批量采用6英寸碳化硅單晶襯底材料技術(shù)，多家企業(yè)已推出8英寸產(chǎn)品，通過降低成本進一步打開應(yīng)用市場。在干勇看來，國內(nèi)雖然攻克了6英寸碳化硅單晶襯底技術(shù)，但是尚未實現(xiàn)大批量產(chǎn)業(yè)化。

“我國尚不具備自主生產(chǎn)面向車用電機控制的車規(guī)級碳化硅和氮化鎵功率半導(dǎo)體材料的能力，幾乎全部依賴進口，存在高端材料禁運、采購成本高、供貨周期不穩(wěn)定等突出問題，大尺寸、高質(zhì)量的半導(dǎo)體晶圓材料的產(chǎn)業(yè)化進展緩慢，對下游的芯片行業(yè)的國內(nèi)自主可控造成較大威脅。”干勇分析表示。

“創(chuàng)新對半導(dǎo)體行業(yè)尤為重要。我們要與國際一流水平并駕齊驅(qū)，就需要相關(guān)科研機構(gòu)、企業(yè)持之以恒地探索和努力。”為破解“缺芯”困境，鄭南寧認(rèn)為，加強技術(shù)研究和原始創(chuàng)新，實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)突破，以創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，同時堅持加強全球產(chǎn)業(yè)鏈、供應(yīng)鏈的協(xié)作，仍然是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要路徑。

 “強芯”支撐新能源汽車產(chǎn)業(yè)“突圍”

廣東作為信息產(chǎn)業(yè)第一大省，在消費電子、通信、人工智能、汽車電子等領(lǐng)域擁有國內(nèi)最大的半導(dǎo)體及集成電路應(yīng)用市場。

近年來，廣東搶抓新能源汽車發(fā)展機遇，實施汽車零部件產(chǎn)業(yè)“強鏈工程”，汽車產(chǎn)銷量連續(xù)6年全國第一，汽車產(chǎn)業(yè)去年首次實現(xiàn)超萬億元營業(yè)收入，躋身全省第八個萬億元級產(chǎn)業(yè)集群。

新能源汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展撕開了碳化硅材料和器件的需求缺口。有專家指出，國內(nèi)新能源汽車市場2027年預(yù)計等效六英寸碳化硅晶圓需求量將達到275萬片，碳化硅器件市場將增長至69億美元以上。

在《廣東省制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展“十四五”規(guī)劃》中，明確了到2025年，廣東半導(dǎo)體及集成電路產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入突破4000億元，集成電路設(shè)計水平進入國際先進行列，建成較大規(guī)模特色工藝制程生產(chǎn)線，產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈自主可控水平進一步增強，打造我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展第三極。

據(jù)廣東省工業(yè)和信息化廳總工程師董業(yè)民介紹，廣東堅持制造業(yè)當(dāng)家，精準(zhǔn)科學(xué)實施“廣東強芯”工程，正全力構(gòu)建集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展“四梁八柱”，將發(fā)展第三代半導(dǎo)體作為重點方向，同時發(fā)揮廣汽、比亞迪、東風(fēng)日產(chǎn)等整車企業(yè)應(yīng)用牽引優(yōu)勢，搶抓新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇，大力實施汽車芯片應(yīng)用牽引工程，構(gòu)建自主可控汽車芯片標(biāo)準(zhǔn)體系，建設(shè)汽車芯片應(yīng)用驗證公共服務(wù)平臺，開展自主可控汽車芯片研發(fā)與應(yīng)用推廣示范，探索建立自主可控汽車芯片保險機制，大力促進廣東乃至全國車規(guī)級芯片產(chǎn)業(yè)發(fā)展和上車應(yīng)用。

去年，南沙汽車產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值邁上兩千億級臺階，讓南沙打造千億級智能網(wǎng)聯(lián)新能源汽車產(chǎn)業(yè)集群底色更足。 “汽車城”如何用“芯”突圍，也是本次論壇的討論焦點之一。

作為助力廣東打造我國集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展第三極的核心承載區(qū)，同時也是廣州打造半導(dǎo)體與集成電路產(chǎn)業(yè)“一核兩極多點”產(chǎn)業(yè)格局的其中一極，南沙重點打造寬禁帶半導(dǎo)體設(shè)計、制造和封裝測試全產(chǎn)業(yè)鏈基地。

南沙開發(fā)區(qū)黨工委副書記謝偉介紹，近年來，南沙區(qū)聚焦汽車電子等應(yīng)用領(lǐng)域，著力引進培育了芯粵能、芯聚能、晶科電子、聯(lián)晶智能、南砂晶圓等一批龍頭企業(yè)，初步形成了覆蓋寬禁帶半導(dǎo)體設(shè)計、制造、封測、材料全產(chǎn)業(yè)鏈完整生態(tài)，打造了國內(nèi)僅有的以車規(guī)級第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈為核心的半導(dǎo)體和集成電路產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，構(gòu)建“以新能源汽車應(yīng)用為牽引，電力電子為主導(dǎo)”的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展高地。

“南沙定位為發(fā)展超越摩爾定律的化合物半導(dǎo)體，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)打下了良好的基礎(chǔ)并取得了一定的技術(shù)突破，但在量產(chǎn)高性價比的半導(dǎo)體產(chǎn)品方面還任重道遠(yuǎn)。”第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長吳玲受訪時表示。

當(dāng)下，由廣東芯粵能半導(dǎo)體有限公司投資建設(shè)的廣東“強芯工程”重大項目芯粵能碳化硅芯片項目已進入試投產(chǎn)階段。該項目將建成年產(chǎn)24萬片6英寸和24萬片8英寸碳化硅晶圓生產(chǎn)線，產(chǎn)品主要包括碳化硅SBD/JBS、MOSFET、IGBT等功率器件，將應(yīng)用于新能源汽車、工業(yè)電源、智能電網(wǎng)以及光伏發(fā)電等領(lǐng)域。

廣東芯聚能半導(dǎo)體有限公司總裁周曉陽介紹，2022年芯聚能模塊系列產(chǎn)品搭載量產(chǎn)乘用車已超過一萬臺，累計交付模塊超過兩萬塊。

“大灣區(qū)本身是半導(dǎo)體集成電路應(yīng)用的最佳集聚區(qū)。我在上海工作了三十幾年，最后到南沙來創(chuàng)業(yè)，最看重的還是南沙的區(qū)位優(yōu)勢和未來的發(fā)展前景。”周曉陽表示，今年芯聚能將推出更高水平的社會性產(chǎn)品和工業(yè)級碳化硅產(chǎn)品，未來還將在儲能、光伏、逆變器、工業(yè)電源等方面實現(xiàn)突破，并積極對接港澳市場尋求合作。