中國(guó)渴望使用第三代芯片

一些技術(shù)專(zhuān)家表示，預(yù)計(jì)未來(lái)幾年中國(guó)大陸將對(duì)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)生強(qiáng)勁需求，這些半導(dǎo)體產(chǎn)品主要用于電網(wǎng)、電動(dòng)汽車(chē)和電信基站。

新一代芯片，也稱(chēng)為復(fù)合芯片，由碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬帶隙材料制成，它們適用于功率器件，可以在高溫、高頻和高壓的環(huán)境中工作。

TrendForce 表示，全球 SiC 功率器件市場(chǎng)的價(jià)值將從 2022 年的 16.1 億美元攀升至 2026 年的 53.3 億美元，復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）為 35%。GaN 功率器件的年增長(zhǎng)率將從 2022. 年的 1.8 億美元增長(zhǎng)到 2026 年的 13.3 億美元，CAGR 為 65%。

有分析稱(chēng)，由于該行業(yè)不在美國(guó)制裁的覆蓋范圍之內(nèi)，中國(guó)可以培養(yǎng)自己的晶圓代工廠，也許有一天能夠自行供應(yīng)第三代半導(dǎo)體芯片。

「SiC 市場(chǎng)的發(fā)展受到新能源行業(yè)的強(qiáng)烈推動(dòng)，特別是新能源汽車(chē)的旺盛需求，」TrendForce 分析師 Rany Gong（龔先生）最近在深圳舉行的一次研討會(huì)上表示。

龔先生表示，他預(yù)計(jì)汽車(chē)用碳化硅功率器件的銷(xiāo)售額將從.2022 年的 10.9 億美元增長(zhǎng)到 2026 年的 39.8 億美元，CAGR 為 38%。

「GaN 芯片在汽車(chē)市場(chǎng)的前景也在增長(zhǎng)，但需要行業(yè)參與者做出更多努力，」他說(shuō)?！窯aN 市場(chǎng)現(xiàn)在主要由消費(fèi)電子產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)，因?yàn)?GaN 芯片適用于快速充電設(shè)備?！笹aN 芯片將在 2025 年左右用于車(chē)載充電器和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，到 2030 年用于電源逆變器。

「第三代半導(dǎo)體可以廣泛應(yīng)用于新能源、交通和光電領(lǐng)域，幫助中國(guó)實(shí)現(xiàn)排放峰值和碳中和目標(biāo)，」中國(guó)先進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟（CASA）指導(dǎo)委員會(huì)主任曹健林 5 月下旬在北京舉行的一次研討會(huì)上表示。

曹表示，去年全球半導(dǎo)體市場(chǎng)進(jìn)入下行周期，但由于汽車(chē)、太陽(yáng)能和儲(chǔ)能行業(yè)的強(qiáng)勁需求，第三代芯片市場(chǎng)繼續(xù)增長(zhǎng)并進(jìn)入高速增長(zhǎng)期。他說(shuō)，中國(guó)總有一天能夠自給自足所需的器件。

中國(guó)工程院院士、國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢(xún)委員會(huì)主任甘勇表示，第三代芯片使用量的增加將對(duì)未來(lái)十年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，他補(bǔ)充說(shuō)，芯片行業(yè)的全球化是不可阻擋的。

美國(guó)制裁

去年 10 月，美國(guó)商務(wù)部工業(yè)和安全局（BIS）對(duì)中國(guó)大陸芯片行業(yè)實(shí)施了新的限制措施。根據(jù) BIS 的限制，生產(chǎn) 16nm 或更低制程節(jié)點(diǎn)芯片的中國(guó)大陸晶圓廠必須申請(qǐng)?jiān)S可證才能從美國(guó)購(gòu)買(mǎi)半導(dǎo)體設(shè)備等產(chǎn)品。

今年 1 月，日本和荷蘭同意加入美國(guó)，限制中國(guó)大陸獲得先進(jìn)的半導(dǎo)體設(shè)備，今年 4 月，日本表示，23 種芯片技術(shù)的供應(yīng)商最早在 7 月需要獲得政府批準(zhǔn)才能出口到包括中國(guó)大陸在內(nèi)的國(guó)家和地區(qū)。

一些分析師表示，美國(guó)的限制措施不會(huì)阻止中國(guó)制造第三代芯片，因?yàn)樯a(chǎn)是材料科學(xué)的問(wèn)題，不需要高端光刻技術(shù)。

總部位于深圳的千展產(chǎn)業(yè)研究院在一份研究報(bào)告中表示，與美國(guó)的貿(mào)易戰(zhàn)實(shí)際上使中國(guó)更加專(zhuān)注于生產(chǎn)第三代芯片，該公司表示，中國(guó) SiC 和 GaN 功率器件的銷(xiāo)售額從 2017. 年的 17.9 億元人民幣增長(zhǎng)到 2021 年的 71.7 億元人民幣，CAGR 為 300%。

該公司表示，在截至 2027 年的 5 年內(nèi)，中國(guó)大陸 SiC 和 GaN 功率器件的銷(xiāo)售額將平均每年增長(zhǎng) 45%，達(dá)到 660 億元人民幣，而同期 GaN 微波射頻器件的銷(xiāo)售額將每年增長(zhǎng) 22%，達(dá)到 240 億元人民幣。

中國(guó)科協(xié)出版的雜志《中國(guó)科技報(bào)》發(fā)表文章稱(chēng)，第三代芯片領(lǐng)域是中國(guó)未來(lái)可以超越西方的領(lǐng)域。

「在前兩代半導(dǎo)體的發(fā)展中，我們的國(guó)家比其它國(guó)家起步晚，我們?cè)谫愜?chē)比賽中很難'彎道上超越別人'，」它說(shuō)?！傅诘谌酒I(lǐng)域，中外企業(yè)幾乎同時(shí)起步，希望我們的國(guó)家能夠迎頭趕上，用本地供應(yīng)商取代所有外國(guó)供應(yīng)商。」

兩用芯片

世界上大部分的芯片制造能力仍在制造第一代芯片，這些芯片主要由硅制成。由砷化鎵（GaAs）和磷化鎵（GaP）制成的第二代芯片用于 4G 電信設(shè)備。一些第三代由氧化鋅（ZnO）和氮化鋁（AlN）制成。

制造第三代芯片的成本大約是制造硅芯片的兩到三倍。

第三代芯片制程通常在 90-350nm 之間，這些尺寸不受美國(guó)制裁的約束，其中，GaN 微波射頻芯片可用于導(dǎo)彈、雷達(dá)和旨在欺騙雷達(dá)的電子對(duì)抗，SiC 芯片可用于噴氣式、坦克和海軍艦艇發(fā)動(dòng)機(jī)以及風(fēng)洞。

CASA 總裁吳玲上個(gè)月表示，中國(guó)應(yīng)尋求自給自足芯片，以滿(mǎn)足電信，能源，運(yùn)輸和國(guó)防工業(yè)的巨大需求。她指出，該國(guó)仍然缺乏對(duì)科學(xué)研究的長(zhǎng)期穩(wěn)定投資，缺乏評(píng)估研究成果的平臺(tái)以及鼓勵(lì)私人資本投資該部門(mén)的機(jī)制。

一些分析人士表示，中國(guó)大陸在第三代芯片領(lǐng)域短期內(nèi)要趕上西方并不容易，因?yàn)榘?Wolfspeed、Rohm、Infineon、三菱和 STMicroelectronics 在內(nèi)的外國(guó)公司仍然擁有核心技術(shù)。

目前，中國(guó)大陸的主要行業(yè)參與者包括華潤(rùn)微電子、三安光電、杭州士蘭和株洲中車(chē)時(shí)代電氣有限公司。

6 月 7 日，意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）表示，已與中國(guó)三安光電簽署協(xié)議，在重慶成立一家新的 SiC 器件制造合資企業(yè)。