为了进一步鼓励国内半导体产业创新发展,打破国外垄断,实现技术自主,我国从“十五”至“十四五”规划期间,均出台了一系列支持和引导该行业的政策法规。
2016年的“十三五”规划中提出,重点发展第三代半导体芯片和硅基光电子、混合光电子、微波光电子等器件的研发与技术的应用。
2021年“十四五”规划中提出,集成电路方面,注重集成电路设计工具、重点装备和高纯靶材等关键材料研发。其中,“新型显示与战略性电子材料”重点专项里面特别强调,第三代半导体是其重要内容,项目涵盖新能源汽车、大数据应用、5G通讯、Micro-LED显示等关键技术。
中国在半导体领域投入的研发有多大?
中国在半导体领域投入的研旦春首发是非常大的,根据相关机构做的数据统计,每一年,国内的科技公司几乎在半导体领域投入了几十亿的资金,用于对半导体的研发,这么大的资金投入使得近几年以来,我国对于半导体的研究更加深入。而且,为了能够更好的弄清楚半导体结构和原理,我国联合多所重点大学一起联合攻关,专门培养一些研究电子产品的专业人才,毕业后将他们送到这些半导体模数研发中心,从事专业的科技研发工作,可以说,我国对于半导体的投入,不论是人力,还是物力都是非常的大的。
总结:随着社会生活的发展,我们越来越发现,科技越是发展,我们的生活就会变得越来越好,我们的经济发展就会变得越来越快。社会的高速发展离不开科技发展的推动,可以说,科学技术有着巨大的生产力。
法律依据:《中华人民共和国出口管制法》
第二条国家对两用物项、军品、核以及其他与维护国家安全和利益、履行防扩散等国际义务相关的货物、技术、服务等物项(以下统称管制物项)的出口管制,适用本法。前款所称管制物项,包括物项相关的技术资料等数据。本法所称出口管制,是指国家对从中华人民共和国境内向境外转移管制物项,以及中华人森御民共和国公民、法人和非法人组织向外国组织和个人提供管制物项,采取禁止或者限制性措施。
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我国应该从以下几个方面着手,推动半导体的自主发展:
加强人才培养。半导体产业需要高水平的人才支持,包括芯片设计、工艺制造、封装测试等领域。政府可以加大对半导体领域的人才培养投入,建立完善的人才培养体系,吸引更多的高水平人才投身半导体领域。
加大技术研发投入。半导体产业的核心是技术创新,只有大力投入研发,不断提升技术水平,才能实现自主创新。政府可以加大对半导体技术研发的资金投入,支持企业开展科技创新。
推动产业协同。半导体产业是一个集成化的产业链,各个环节之间需要紧密协作。政府可以加强对半导体产业的整体规划和协调,建立协同机制,促进产业链上下游的合作和共同发展。
支持企业发展。政府可以加大对半导体产业的扶持力度,为企业提供优惠政策和金融支持,帮助企业提升核心竞争力。同时,政府还可以通过国内市场保护等手段,支持国内半导体企业的发展,增强其竞争力。
加强国际合作。半导体产业是一个全球性产业,我国应该积极参与国际合作,借鉴国外先进技术和管理经验,促进国内半导体产业的国际化发展。
综上所述,我国应该从人才培养、技术研发、产业协同、企业发展和国际合作等方面着手,推动半导体的自主发展。
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。
本文核心数据:第三代半导体分类、SiC、GaN电子电力和GaN微波射频产值、SiC、GaN电子电力和GaN微波射频市场规模
行业概况
1、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、更高的导热频,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。
第三代半导体主要包括碳化硅(SiC)、氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)、金刚石、氧化锌(ZnO),其中,碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)并称为第三代半导体材料的“双雄”,是第三代半导体材料的典型代表。
2、产业链剖析:产业链涉及多个环节
第三代半导体产业链分为上游原材料供应,中游第三代半导体制造和下游第三代半导体器件环节。上游原材料包括衬底和外延片中游包括第三代版奥体设计、晶圆制造和封装测试下游为第三代半导体器件应用,包括微波射频器件、电力电子器件和光电子器件等。中国第三代半导体行业产业链如下:
第三代产业链各个环节国内均有企业涉足。从事衬底片的国内厂商主要用露笑科技、三安光电、天科合达、山东天岳、维微科技、科恒晶体、镓铝光电等等从事外延片生产的厂商主要有瀚天天成、东莞天域、晶湛半导体、聚能晶源、英诺赛科等。苏州能讯、四川益丰电子、中科院苏州纳米所等从事第三代半导体器件的厂商较多,包括比亚迪半导体、闻泰科技、华润微、士兰微、斯达半导、扬杰科技、泰科天润等。
行业发展历程:兴起的时间较短
中国第三代半导体兴起的时间较短,2013年,科技部863计划首次阿静第三代半导体产业列为国战战略发展产业。
2016年,为第三代半导体发展元年,国务院国家新产业发展小组将第三半导体产业列为发展重点,国内企业扩大第三半导体研发项目投资,行业进入快速发展期。
2018年1月,中车时代电气建成国内第一条6 英寸碳化硅生产线2018年,泰科天润建成了国内第一条碳化硅器件生产线2019年9月,三安集成已建成了国内第一条6英寸氮化镓(GaN)、砷化镓(GaAs)外延芯片产线并投入量产。在2020年7月,华润微宣布国内首条6英寸商用SiC晶圆生产线正式量产。
2020年9月,第三代半导体写入“十四五”规划,行业被推向风口。
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。
2020年我国第三代半导体产业电子电力和射频电子总产值超过100亿元,较2019年同比增长69.5%。
其中,SiC、GaN电子电力产值规模达44.7亿元,同比增长54%GaN微波射频产值达到60.8亿元,同比增长80.3%。
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。
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依赖进口。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接近50亿元
2017-2020年,中国SiC、GaN电力电子器件应用市场快速增长,2020年,SiC、GaN电力电子器件应用市场规模为46.8亿元,同比增长90%。
2020年,我国半导体分立器件的市场规模约3002.6亿元,SiC、GaN电力电子器件的应用渗透率约为1.56%。
目前,GaN主要应用在射频及快充领域。SiC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充电桩领域的渗透快于整车市场,占比达38%消费类电源(PFC)占22%光伏逆变器占了15%工业及商业电源、不间断电源UPS、快充电源、工业电机分别占6%、3%、3%、1%。
2020年,我国GaN微波射频器件市场规模约为66.1亿元,同比增长57.2%。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。
国防军事与航天应用是我国GaN微波射频器件的主要应用领域,2020年市场规模占整个GaN射频器件市场的53%其次是无线基础设施,下游市场占比为36%。
行业竞争格局
1、区域竞争格局:江苏省第三代半导体代表性企业分布最多
当前,我国第三代半导体初步形成了京津冀鲁、长三角、珠三角、闽三角、中西部等五大重点发展区域。
从我国第三代半导体行业产业链企业区域分布来看,第三代半导体行业产业链企业在全国绝大多数省份均有分布。其中河南省第三代半导体企业数量分布最多,同时山东、江苏和甘肃等省份企业数量也相对集中。
从代表性企业分布情况来看,江苏省第三代半导体代表性企业分布最多,如苏州纳维、晶湛半导体、英诺赛科等。同时广东、山东代表性企业也有较多代表性企业分布。
2、企业竞争格局:主流企业加速扩张布局
经过初期的发展,第三代半导体迅速在新能源汽车、5G基站、PD快充等领域应用,市场规模增长迅速。同时,行业内的竞争也逐渐加剧。为了迎合市场需求,抢占市场地位,国内主流半导体企业均加强在第三代半导体产业的布局,扩充第三代半导体的产能。其中,代表性的主流企业有三安光电、中电科55所、泰科天润等。
行业发展前景及趋势预测
1、2025年行业规模有望超过500亿元
第三代半导体已经写入“十四五”规划。在国家政策的支持和下游需求增长的背景下,预计到2021-2025年,我国SiC、GaN电力电子器件应用市场将以45%的年复合增长率增长至2025年的近300亿元GaN微波射频器件市场规模将以25.4%的年均复合增长率增长至2025年的205亿元。2025年第三代半导体整体市场规模有望超过500亿元。
2、国产化进程将加速
未来,在市场竞争趋势方面,我国第三代半导体行业国产化率将会加深在细分产品发展趋势方面,SiC需求将会增长在技术发展趋势方面,大尺寸Si基GaN外延等问题将会有所进展。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国第三代半导体材料行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
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