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第三代半导体产业需“错位发展”提速“新基建”

2020-05-15 10:16:05 来源 : 科技日报

“新基建”是近期热词之一。国家发改委近日首次明确新型基础设施的范围——新型基础设施是以新发展理念为引领,以技术创新为驱动,以信息网络为基础,面向高质量发展需要,提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。

“在以5G、物联网、工业互联网等为代表的‘新基建’主要领域中,第三代半导体均可发挥重要作用。” 北京大学宽禁带半导体研究中心沈波教授介绍道,第三代半导体即宽禁带半导体,以碳化硅和氮化镓为代表,具备高频、高效、高功率、耐高压、耐高温、抗辐射能力强等优越性能,是支撑新一代移动通信、新能源汽车、高速轨道列车、能源互联网等产业自主创新发展和转型升级的重点核心材料和电子元器件。

沈波解释说,相比于目前在功率半导体领域依然占主流地位的传统硅基器件,第三代半导体功率电子器件可使电子和电器设备进一步高效化、小型化、智能化。例如,耐高压、大电流、低损耗的碳化硅基功率电子器件及模块,可大规模应用于智能电网、高速轨道交通、新能源汽车等领域;高效率、小体积、中低压的氮化镓基功率电子器件及模块,则可大规模应用于新一代通用电源,如大数据中心、移动通信基站、物联网终端设备的电源,以及手机、笔记本电脑的电源适配器、无线快充电源等领域,具有巨大技术优势和市场空间。

其中,第三代半导体射频电子器件在民用和军用领域都已实现规模化应用。尤其是,由于具备高频、高功率、大带宽的性能优势,氮化镓射频电子器件和模块在5G移动通信基站建设中发挥着不可替代的作用,我国5G建设提速,将触发对氮化镓射频电子器件需求的快速增长。

放眼国际,2019年全球半导体产业整体处于低迷期,但第三代半导体技术、产品、市场、投资均呈现较高增长态势,龙头企业纷纷加强在第三代半导体领域的布局,通过调整业务领域,扩大产能供给,整合并购,增强竞争能力。相比之下,我国第三代半导体功率电子和射频电子产业处于起步阶段,已初步形成从材料、器件到应用的全产业链,但整体技术水平还落后世界顶尖水平3—5年,亟须突破材料、器件、封装及应用等环节的核心关键技术和可靠性、一致性等工程化应用问题。

“‘新基建’提速为我国第三代半导体产业发展提供了宝贵机遇,国内市场对第三代半导体材料和器件的需求快速提升,终端应用企业也在调整供应链,扶持国内企业,此前难以进入供应链的产业链上中游产品将获得下游用户验证机会,进入多个关键厂商供应链。”第三代半导体产业技术发展战略联盟秘书长于坤山说。

近日发布的《第三代半导体产业技术发展报告(2019年)》预测,2024年我国第三代半导体电力电子器件应用市场规模将近200亿元,未来5年复合增长率超过40%。

面对难得机遇,于坤山建议,我国第三代半导体产业更应脚踏实地,行稳致远。“过去几年政策资源大量倾斜,多地将第三代半导体列为重点支持产业,多措并举招揽项目,也造成了一些低水平的重复。鉴于此,各地在大力支持产业发展的同时,还需关注协调、错位发展,做好项目甄别,结合地方已有产业、人才和资源优势,考虑财政承载力和政策成本收益率,因地制宜配套政策。”

此外,第三代半导体产业近两年市场高速增长主要得益于国家对半导体产业自主化的大力提倡所获得的资本进入,以及碳化硅、氮化镓器件在新能源汽车、5G、数据中心等领域的新应用,但当前经济下行导致消费电子、汽车乃至工业电机等各类产品市场下滑,出口受阻,下游需求萎缩,“行业应苦练内功,不断提升产品性能和竞争力,深挖创新性应用,在拓展增量市场的同时不断扩展在存量市场的渗透率,促进第三代半导体产业良性、可持续发展,同时还要面对‘为抢占先机超前投入,但市场的启动往往低于预期’这一矛盾,把握好产业发展的节奏。”于坤山强调。(记者 操秀英)

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