行业主要上市企业:目前国内第三代半导体行业的上市公司主要有华润微(688396)三安光电(600703)士兰微(600460)闻泰科技(600745)新洁能(605111)露笑科技(002617)斯达半导(603290)等。
定义
以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AIN)为代表的宽禁带半导体材料,被称为第三代半导体材料,目前发展较为成熟的是碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)。
与传统材料相比,第三代半导体材料更适合制造耐高温、耐高压、耐大电流的高频大功率器件,因此,其为基础制成的第三代半导体具备更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的导热率,以及更强的抗辐射能力等诸多优势,在高温、高频、强辐射等环境下被广泛应用。
行业发展现状
1、产值规模逆势增长
随着5G、新能源汽车等市场发展,第三代半导体的需求规模保持高速增长。同时,中美贸易战的影响给国产第三代半导体材料带来了发展良机。2020年以来,在国内大半导体产业增长乏力的大背景下,我国第三代半导体产业实现逆势增长。
2021年我国第三代半导体产业电力电子和射频电子两个领域实现总产值达127亿元,较2020年增长20.4%。
其中SiC、GaN电力电子产值规模达58亿元,同比增长29.6%。GaN微波射频产值达到69亿元,同比增长13.5%,较前两年稍有放缓。
2、产能大幅增长但仍供应不足
根据CASA数据显示截至2020年底,我国SiC导电型衬底折算4英寸产能约40万片/年,SiC-on-SiC外延片折算6英寸产能约为22万片/年,SiC-onSiC器件/模块(4/6英寸兼容)产能约26万片/年。
GaN-on-Si外延片折算6英寸产能约为28万片/年,GaN-on-Si器件/模块折算6英寸产能约为22万片/年。
2021年,第三代半导体产能建设项目如火如荼开展,据CASA不完全统计,2021年大陆地区SiC衬底环节新增投产项目7项,披露新增投产年产能超过57万片。三安半导体、国宏中能、同光科技、中科钢研、合肥露笑科技等企业相继宣布进入投产阶段。此外,微芯长江、南砂晶圆、泽华电子三家宣布SiC项目工程封顶。
但随着新能源汽车、5G、PD快充等市场的发展,我国国产化第三代半导体产品无法满足庞大的市场需求,目前有超过八成产品以来进口。可见第三代半导体产品国产化替代空间较大。
3、电力电子器件市场规模超70亿元
2017-2021年,中国SiC、GaN电力电子器件应用市场快速增长。2021年我国SiC、GaN电力电子器件应用市场规模达到71.1亿元,同比增长51.9%,第三代半导体在电力电子领域渗透率超过2.3%,较2020年提高了0.7个百分点。
目前,GaN电力电子器件主要应用在快充领域。SiC电力电子器件重点应用于新能源汽车和充电桩领域。我国作为全球最大的新能源汽车市场,第三代半导体器件在新能源汽车领域的渗透快于整车市场,占比达57%PD快充占9%PV光伏占了7%。
2021年,我国GaN微波射频器件市场规模约为73.3亿元,同比增长11%。其中国防军事与航天应用规模34.8亿元,成为GaN射频主要拉动因素。
全国各地5G基站建设在近几年达到高峰,2021年无线基础设施是我国GaN微波射频器件的主要应用领域,占比约50%,其次为国防军事应用,市场占比约为43%。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国第三代半导体材料行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。
对于中国半导体行业而言, 美国的芯片封锁并不是根本性的困难与阻碍,比芯片封锁更可怕的事实是, 美国半导体行业多数专家都是华人,相关领域的人才流失状况到底在多大程度上影响了中国半导体行业的发展这个有待商榷,但就算不是我国半导体行业落后的原因,也至少是这种落后现状的体现。
而对于如今要在半导体行业发力的中国而言,这是一个必须要予以深刻反思的问题。 中微半导体股份有限公司董事长兼总经理尹志尧在接受采访时直言:之前在英特尔工作的时候我就发现,全球芯片领域的专家,甚至很多行业的先驱者、领路人都是华人。
比如说很具有代表性的 杨培东, 出生于1971年,在国内完成小学到本科教育然后出国留美,之后一直在美国工作, 2016年当选美国科学院院士,在半导体制造领域拥有极高的权威。
这种例子我们已经屡见不鲜了,在国内接受教育之后留学就一直没回来,尽管很多人会批评他们数祖忘典,但很明显以民族主义对他们道德绑架更是一种无耻的行为, 说难听点当年国内也不是没人想搞半导体,结果呢?
联想殷鉴不远,倪光南院士如今安在,说白了过去国内根本就没有发展半导体的环境, 甚至于一些有志之士想要推动相关领域的国产化还被买办给打压的头都抬不起来。
所以半导体领域我们的人才流失状况,与一些其他领域的状况是有所不同的,不是说国外拥有更好的学术环境和发展条件,而是说国内根本就没有发展的条件,甚至有关方面就从来没有对这种事情予以重视, 以至于这类人才他们即使留在国内也只能被埋没,那么最后到底能做出何种选择? 这是很明显的事情。
最近几年对中国半导体行业发展水平的重视程度被提上了一个全新的层次,几乎可以说是将其看做国家最终产业之一, 对这个行业的重视性被提升到了几乎与航空航天、核技术等等重要技术持平的地位,但过去并不见得是这样。
国内的半导体行业过去一直是按照满足不可替代性需求的水平布局的,比如说我们的卫星、航天器,空军的战斗机,坦克的火控计算机上面的芯片, 那个倒是国产的,而且这方面也不需要很先进的技术。
因为真正在非民用领域对于半导体制程的要求其实还没有民用领域那么高, 不仅仅是我们这样,包括在美西方也同样如此。 F-22上面使用的PowerPC-603E是1995年发布的处理器,这款芯片的制程还没达到纳米级别,是微米级别,换算过去的话也就是500纳米级别的制程;
多年以后在航电架构领域按照美军的说法拥有划时代意义的F-35战斗机,其搭载的芯片制程也就是45纳米, 而这种水平的制程其实是完全处于中国半导体行业现有发展水平的能力之内的,说白了就是我们能造。
说实话,一定要按照军用、商用的标准,我国的半导体行业水平其实完全够用根本没必要炒作什么“芯片封锁”,当然到民用领域这又是另外一个情况了,而且芯片产业还有一个很有趣的地方在于, 高性能的硬件解决方案往往也是脱胎于民营市场的。
毕竟军用的那点需求量也不可能单独研发,但往往军用半导体产品又不需要什么高性能,其实处于一个性能过剩的状态,真要说配套产业链? 中国是有的,不过也就是满足航空航天的需求罢了。
所以如果一定要为现在中国的半导体制造领域的现状找一个最主要的原因,那说白了就是过去我们不重视导致的, 把时间放在20年前,没人会想到今天中国有必要在这个高精尖领域与美国竞争, 而且就算那个时候想到了,其实也不见得一定就拿得出钱来。
比如说我们现在经常说中国航天给的经费少,但真要说起来,放在2000年初那个时期,航天口的经费不仅不少,而且是铁打的经费。
为什么会这样?因为航天重要啊,航天领域绝大部分技术是可以原封不动地投入到军事领域的,载人航天打上去的火箭用到的技术可以拿来造d道导d, 所以2000年初那会连发展出后来歼-10战斗机的“十号计划”都缺少经费的时候, 航天口的经费不仅不少而且按质按量满足。
至于说半导体?说真的那个时候半导体制造对于中国而言真的不是一个很重要的事情 。但现在的情况不一样,因为中国的民营企业真正地受到了美国的“芯片封锁”,自从美国政府把华为加入实体清单之后,后者的手机业务现在真的可以说是行将就木了,产品越做越好的同时销量却不升反降。
不是因为市场不认可,而是因为真的拿不出货来,华为去年推出的几款旗舰手机,过去了一年时间现在价格反倒在上涨,首发4999的Mate40过去一年了,现在价格来到差不多5999的水平了, 也因为美国的“芯片封锁”,华为的手机业务现在更新换代都变得更慢了。
美国政府的这种封锁行为给中国的国家安全构成威胁了吗? 这个问题说起来就比较复杂了。一定要说的话,美国的芯片封锁当然不能给中国造成直接的安全威胁,说白了华为终究只是一个民企,尽管是一个很重要很重要的民企,比其他所有民企都更加重要的民企,但也只是一个民企。
但往大了说, 这中间体现的其实是一个非常头疼的问题,就是中国企业要如何走向海外?根本走不出去! 我们现在看到了,华为这样一家有技术有实力正当经营的企业,就因为它没在美国上市,不受美西方资本的控制,结果被以几乎是最没有下限的方式打压;说难听点,现在孟晚舟还在加拿大!
然后华为自身也在美国的制裁下受到了很严重的影响,作为5G领域的先驱之一,华为的新手机竟然是4G的,这还怎么出海啊? 这就指向了一个说法,很多人认为中国如果有很多个华为,就不怕美国的制裁;
这种逻辑也不难理解,无非就是觉得我们自己什么都能造得出来的时候就不怕美国人的禁运封锁了;但话又说回来,美国的手段,就真的只是现在台面上对付华为用的这些手段吗? 在最极端的情况下他们还能做什么?他们能做比现在疯狂的多的事情!
1993年的银河号事件,当时美国宣称中国的“银河”号货船载有用于制造化学武器的违禁品,在公海上将其逼停然后上船搜查; 这件事情过去也快三十年了,但又有谁能保证,这种事情不会再次发生?
如果说中国真的有很多个华为,那就糟透了,因为他们还有很多手段没有用,尽管这些手段很无耻很下流,甚至动用这种手段本身也是对美国国家形象的损害,是对现有国际秩序的损害, 但到底要不要动用这种手段,终究只是一个利弊的问题。
到了有必要的时候就可以动用,如果说我们现在能制造自己的5nm乃至于3nm制程的芯片,我相信,美国海军一定会在公海上尝试逼停中国货船的。特别是半导体领域如今本身也已经成为了美国对中国拥有技术优势的最主要的一个领域, 失去这种优势的时候对应失去的安全感,他们到底能否接受?
当然这个就扯得很远,涉及到国家安全和军力对比之上的,但具体到产业发展、民营经济这些领域,我们应当注意到, “芯片封锁不足以对中国的国家安全构成威胁”这个结论他是在一个短期、边界明显清晰的前提之下得出的。
长远地看, 以华为、“芯片封锁”为代表的美西方对于中国民营企业的制裁、限制, 这本身对中国企业在海外的发展构成了严重的阻碍,对中国的经济发展构成了严重的阻碍,那么也可以将其看作是对中国的国家安全构成了威胁。
那么现在展望中国半导体行业的发展前景,可以说是风险与机遇并存,一方面传统上讲,中国在一个行业要有重大发展, 最主要的是需要国企下场,因为中国的民企无论是组织还是发展水平本身还是比较落后的。
但国企是否能够胜任半导体行业的一个需求,现在来看只能说是未来可期,因为这本身是一个高度市场化的领域, 国企可能不是很好适应,而至于说寄希望于民企能够担负起这个重任, 只能说是可以期待一下。
毕竟过去我们也见识过了不少关于芯片的骗局,往前说有“上海汉芯”,往后说有“武汉弘芯”,这些事情都证明了一点,就是目前中国的 社会 环境, 其实很难说可以孕育出真正能在某个高精尖领域精耕细作的企业。
说白了资本本身是逐利的,与其说叫他们去长线投资未来与国外高度成熟发达的同行竞争, 说实话他们更愿意在国内和菜贩子抢饭吃,那可是一本万利的生意啊!
说白了,中国毕竟是一个 社会 主义国家,虽然现在我们也在很多领域高度资本化、市场化,但 社会 主义的底色仍然存在,资本、金融集团完全没有僭越国家主权的趋势,所以他们本身也不可能站在一个很高的高度去考虑一些问题, 现在他们更宁愿在大政府的羽翼之下搞“垄断”,而不是说在某个方面长线投资。
而且就 社会 氛围来说,过去二三十年的改革开放虽然中国取得了长足的发展,取得许多世人瞩目的成就,但终究掩盖不了一点,就是这样一段高速发展的时期其实是完全改变了中国的 社会 氛围, 那种投机倒把一夜暴富的故事几乎成为了另一个版本的“美国梦”;
一切向钱看其实一定要说的话,也不见得有什么问题,毕竟美国就是那样,但问题就出在中国毕竟不是资本主义国家,资本的权利被严格的限制了,这种背景下, 一切向钱看的思潮本身就成为了最大的腐败,成为了国家发展最大的阻力。
以至于根植于现在中国整个 社会 ,在这种背景下有耐心脚踏实地好好干事的人,到底有多少是个问题,能否留在国内而不是跑去美国也是一个问题; 毕竟现在某飞硕士试用期不也就6000一个月吗,这还谈什么留住人才呢?
其实也正是因为这样一个大环境,才让华为这样一个有实力有技术有财力的大型民企显得尤为珍贵, 因为放眼整个中国我真的找不出第二个像华为一样优秀的企业;这既是对华为的褒奖,也是对中国经济现状的一种讽刺。
作为改开的重要既得利益者的许多所谓的互联网企业, 他们所有的精力都花在了垄断、与菜贩子抢饭吃上面,甚至还沾沾自喜地将这种低劣的行为称为“眼光”,而他们的这种口吻在前几年甚至都鲜见批评的声音,也就是最近两年经济发展放缓左翼思潮崛起人们才意识到到底发生了什么。
我想说, 中国半导体的发展,绝不仅仅是一个投入与产出的问题,各种国内的芯片骗局都说明了这一点, 不是说政府扶持就一定能搞起来的!
因为半导体行业具有的特殊性,我们需要一个效率远高于以往各类国企、民企的组织,而将涉及到我们现有的 社会 状态能否支撑起一种新型的 社会 关系的问题,对于这个问题的解决, 一定程度上讲关乎2020年代中国 社会 的新发展。
最终我们在这一领域能否按照我们所希望的那样发展,将取决于我们对这个十年的种种机遇的认识与把握。
随着现代化科技的不断发展,中国的国力也在稳步的提升之中,并且随着中国在航天领域的不断发展,中国已经成功的建立起了北斗卫星定位导航系统,从此不用在导航系统上被其他国家卡脖子。
1993年的时候,中国的一艘商船在海上正常航行,但是仅仅是因为美国的一个莫须有的怀疑,就直接停掉了这艘商船的GPS导航,让商船在海面上飘荡了近一个半月之久,虽然最终证实美国的说法完全是捏造的,但是通过这件事情,中国也认识到了卫星定位导航的重要性,因此决心一定要尽快完成中国北斗卫星定位系统的建设。时间发展到了现在,中国的北斗卫星定位系统已经全面建设完成了,但是在芯片行业却又遭到了西方发达国家的针对,很多人这个时候就会问:这么难的卫星项目我国都啃下来了,那我国的芯片技术为何还会被人卡脖子?我国为什么不早点研究发展芯片?
实际上这个问题确实冤枉了中国,芯片依赖于半导体技术,早在上个世纪50年代的时候中国就展开了对于半导体的研究,甚至还设立了专项的扶持基金。但是为何我国的芯片技术仍没有什么太大的竞争力?原因很简单:在上个世纪的时候我国对于半导体的重视程度不够,再加上资金不足,在短时间内就被西方发达国家拉开了一定的距离。特别是在后来先进的半导体技术并不是我国的的首要发展项目,导致在那个时期之后,中国的半导体技术落后世界数十年的程度。
纵观半导体的发展历史我们就可以知道,半导体的发展技术非常的迅速,可以说只要一步落后就会步步落后,更别说是西方发达国家还联合起来对中国执行了技术封锁,因此中国在此后的时间之中想要学习西方先进经验都没有任何机会。再后来的时候中国的拿来主义思想严重的影响到了中国的科技发展,因此在很长的一段时间之中,投入大但是却不能立刻见到收益的半导体技术就成为了一个烫手的山芋,没有任何人愿意接手关于半导体的研发工作。
这些因素加在一起,导致了中国的半导体技术不仅起步艰难,并且发展也没有西方先进国家那么迅速,因此中国的芯片行业才会呈现出现在这样的情况,以至于被美国等国家卡住了脖子。
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