新火種
2023-11-15 
中國半導體產業如何加速突圍如何鍛長補短、保鏈穩鏈？
半導體是指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料，半導體產業主要由集成電路、分立器件、光電器件和傳感器四大類構成，它們既是現代信息產業的“心臟”，也是引領新一輪科技革命和產業變革的關鍵力量。
在全球科技競爭日趨激烈的背景下，半導體產業儼然成為了各國爭奪的焦點。當前，中國已經成為全球半導體產業增速最快、市場需求最大、國際貿易最活躍的地區，對全球供應鏈安全和穩定發揮著越來越重要的作用。
11月9日至11日，由工信部和山東省政府共同主辦的第十二屆亞太經合組織（APEC）中小企業技術交流暨展覽會在山東青島舉行。這期間，在半導體行業中小企業創新發展論壇上，多位與會的學者、專家、行業企業家就我國當前半導體產業面臨的痛點及未來發展路徑進行了交流探討。
“盡管第三代半導體已經引入我國，但引進理論、引進技術、引進方法并不等于引進創新思維，更不等于引進創新能力。半導體行業必須加強基礎研究，在自主創新道路上走出新路。”中國科學院院士滕吉文在致辭中指出，要充分利用國內制造和市場的優勢，加快核心技術突破，實現跨越發展，搶占制高點，重塑全球半導體競爭格局。
應優先發展20nm至90nm芯片的國產化
俄羅斯工程院外籍院士、中芯國際原副總裁李偉以半導體集成電路（IC）為例，對全球技術趨勢和中國發展情況進行了分析。他表示，集成電路技術是復雜和龐大的系統工程，需要巨大的資金投入、長期的技術和經驗積累。目前世界上最先進的產品技術是2nm，而國內目前最先進的產品技術是14nm，但由于設備進口限制，很難大規模量產。此外，他預計，根據摩爾定律推測，1nm很有可能成為最后一代技術。
在談及中國集成電路技術和產業的現狀時，李偉表示，全球芯片市場中，中國市場占比超過1/3，但逾85%的芯片需求是通過進口滿足的，其中高端芯片和存儲器芯片基本依賴進口。
“中國的集成電路技術總體落后國際水平超過5年，制造設備、材料（光刻膠）是中國芯片產業最（大）軟肋，目前相關材料、設備、設計軟件等主要靠進口，大概只有10%的設備可以國產。”
李偉表示，盡管在集成電路產業領域還有很長的路要走，但當前我國集成電路市場正如火如荼地發展，也得到了資本市場與地方政府的大力支持。
在分析我國集成電路行業發展面臨的挑戰時，李偉指出，當前國外先進技術和設備對華出口受到了一定限制，國內企業也在相互競爭，與此同時，國內不僅缺乏自主核心關鍵技術、缺乏高端人才團隊，也缺乏長期發展的動力和規劃。
如何有效掌握芯片產業主動權？李偉對此提出了幾條策略建議：一是瞄準核心領域，解決自主可控問題；二是充分利用國內市場優勢，開發專用芯片；三是量力而行，尋找差異化；四是持續發力，保持聚焦；五是若干重點突破，通過第三代、第四代半導體以點帶面。
此外，李偉還特別指出，除了通訊、AI等少數領域需要用到2nm芯片，其實28nm芯片已經可以滿足國內大部分民用市場和軍工市場需求。他建議，與其投入巨額資金突破2nm技術體系，或更應該考慮優先發展20nm至90nm芯片的國產化。
實現核心關鍵產品產業化
近年來，以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為代表的第三代半導體在消費電子、能源電力、新能源汽車等領域的應用比例逐漸提高，展現出了不同于硅基材料的獨特優勢，半導體新材料正在重塑全球半導體產業競爭新格局。
第三代半導體產業技術創新戰略聯盟副理事長兼秘書長、中國科學院半導體研究所原副所長楊富華在介紹第三代半導體產業發展現狀及趨勢時表示，我國第三代半導體產業已經進入成長期，技術穩步提升、產能不斷釋放，生態體系逐漸完善，自主可控能力不斷增強，企業發展迅速，產品出貨渠道拓展，供應鏈強化、應用端合作、市場推廣等均取得新進展，整體競爭實力不斷提升。
“據CASA Research統計，2022年國內碳化硅、氮化鎵功率電子器件市場規模約為105.5億元，較上年同比增長48.4%。綜合不同來源數據預測，2022年我國碳化硅、氮化鎵功率器件整體滲透率約在6%-8%之間。”楊富華預計，2026年碳化硅、氮化鎵功率器件市場規模將達366億元，CAGR（年復合增長率）或將達到36.5%。
相較于可觀的增長預期，碳化硅產能卻不及預期，當前國際市場上碳化硅長期供不應求，訂單持續飽滿。
楊富華表示，盡管隨著碳化硅、氮化鎵資源持續投入、技術不斷改良、產品趨于穩定，價格不斷下降，但另一方面，碳化硅、氮化鎵主要在電動汽車、新能源、快充消費電源等新興領域市場接受度較高，在傳統領域與Si產品競爭仍需要較長時間。
在第三代半導體（寬禁帶半導體）發展方興未艾之際，第四代半導體（超寬禁帶半導體）材料也逐漸展開了市場博弈。
談及當前國內外在超寬禁帶、設備及輔材的研發與應用情況，楊富華表示，國外氧化鎵研究熱度高，裝備、器件加快發展，關于氧化鎵的多個研究成果基本都來自日本。反觀國內雖然進行研究的高校和科研院所較多，但創業企業比較少。在設備及輔材方面，目前國外廠商設備產品更新節奏較國內領先至少一代，且產品結構豐富，價格也在隨行調整。
對此，楊富華認為應建立協同創新的產業體系和生態，并就此提出了四點建議：
第一，建立目標明確、體系化任務型的產學研創新聯合體，加快迭代研發，打通產業鏈條，實現核心關鍵產品產業化，推動產業整體達到國際先進水平。
第二，建設開放、高水平的專業化國家級平臺，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。
第三，加強精準的國際與區域合作，推進政府間合作框架下的項目合作與平臺建設，開展常態化人員交流和技術合作。
第四，探索構建科技金融網鏈，下游反哺上游方式帶動社會資本，探索平臺+孵化器＋基金＋基地以及大中小企業融通發展的合作新模式。
需加強產學研協同創新，加速產品技術迭代
在激烈的國際競爭中，我國半導體產業如何加速更新迭代、突出重圍？如何鍛長補短、保鏈穩鏈？在國產半導體產業市場化、專業化、國際化的過程中，企業有何需求和難點？
對此，多位來自企業界的專家分享了他們的觀察。一家功率半導體器件廠商的負責人表示，當前功率半導體器件在新能源領域方興未艾，然而在第三代半導體材料的應用過程中，國內技術儲備仍顯不足，“國外已經發展到第7代、第8代了，我們還停留在第4代左右。”
一家從事刻蝕機與離子注入機研制的企業負責人表示，由于國際貿易保護主義抬頭，該企業在國際技術引進和國際并購時受到了一定影響。此外，為滿足不斷變化的市場需求，在新工藝、新材料、新制程方面也面臨著很多新挑戰，需要快速適應難點和痛點。
一家從事集成電路元器件制作的企業負責人表示，當前我國在半導體集成電路領域的產業鏈還并不完善，特別是一些零部件、上游原材料、電子元器件的國產配套能力還是偏弱，甚至一些特殊用途的不銹鋼在國內也沒有特別成熟的解決方案。
對于當前產業界面臨的痛點和困境，山東省半導體行業協會秘書長孟祥玖表示，我國半導體產業占據的高端市場份額相對較少，這既是挑戰也是機遇，攻堅克難的同時也將迎來巨大市場。
從行業協會的角度，孟祥玖分享了幾點建議。他表示，半導體行業的產學研合作需要協同創新，即科研機構、企業和用戶三方共同研發；要充分利用公共技術服務平臺和各類新型研發機構，加速產品技術迭代，讓產品可以更好迎合市場；國產化產品也要得到產業化認證；對于因為使用國產替代產品影響產能的生產企業，國家也應給予適當的扶持政策。
此外，孟祥玖還特別指出，半導體產業鏈的上下游結合非常緊密，很多地方政府在吸引半導體產業投資時，往往給到的都是針對企業自身的招商政策，而忽略了對整個產業鏈的支持。建議地方政府在招商過程中，有針對性地打造本地產業鏈，并通過政策強鏈、補鏈，以產業鏈招商或更具吸引力。
（文章來源：澎湃新聞）
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