第三代半导体的激流与险滩

虽然从整个半导体器件市场来看，硅材料因其易获取、低成本等特性，依然是最为重要的基础载体，但以新能源 汽车 、5G基站为代表的新兴行业应用，正托举出一个新的半导体材料需求市场，也即以碳化硅和氮化镓为主的第三代半导体材料应用。

在前面两代半导体材料方面，我国在相关领域的起步时间较晚，因此造成客观上存在的差距；而在第三代半导体领域，全球的宏观起步时间相对接近，且这是一门相对新兴的技术领域，目前来看，全球主要衬底材料公司的技术差距并不算很大。

加上第三代半导体具备的耐高压、耐高温、低损耗等特性，符合当前功率半导体器件的应用需求。在相关领域由第三代半导体材料替换第一代硅基材料，正有望成为一种长期趋势。

综合这些产业背景，叠加国内相关产业生态此前在碳化硅、氮化镓等材料领域已有所积累。第三代半导体产业生态在近些年间，正呈现多点开花态势。

但同时需要注意的是，尚处在发展演进过程中的第三代半导体领域，并未在眼下迎来完全量产商用的节点，同时国内在该领域所占据的全球市场份额还不如已经成熟发展多年的海外大厂，整个产业生态的成熟落地依然需要足够时间进行培育。

这依然是一个需要守得云开方得见月明的半导体技术分支，前路辽阔，但也不能忽视潜藏的挑战。

仅从此前拟通过科创板平台上市的公司来看，就足以显示出在国内的很多地区，都已经有针对第三代半导体领域在开拓的公司和团队。

比如正在走上市程序的山东天岳，此前已经终止上市流程的天科合达和江西瑞能等。即便是在粤港澳大湾区内部，也分散发展着诸多定位在不同具体材料领域和产业链环节的公司，如东莞天域、英诺赛科等。

“随着碳达峰、碳中和目标的提出，新能源产业与半导体产业开始产生更多交汇点。采用性能上更优异的第三代半导体材料，可以帮助全球范围内更快实现目标达成。”他进一步表示，由于碳化硅器件对制程工艺的要求相比硅基来说并不算高，在这方面国内外之间的差距不是很大，也因此国内在碳化硅、氮化镓相关领域发展的头部企业，将有很大可能性进入世界一流阵营。

“目前第三代半导体在晶圆尺寸方面演进到了6英寸，走到8英寸量产商用还有一个过程。”汪之涵分析道，从这个角度看，国内与海外的步伐比较接近，取得进一步突破的机会很大。

据汪之涵介绍，碳化硅器件的下游应用市场主要分为三大方向：工业级、消费级、 汽车 级。其中，工业级碳化硅器件落地较早，应用包括通讯基站电源、服务器电源、LED驱动电源等，都是未来长期稳定高速发展的领域。

消费市场中，国内市场目前率先推出的产品，主要是针对大功率快充的市场。

新能源 汽车 则是碳化硅器件未来发展的最重要方向，这也是碳化硅最大的单一应用市场。其优异特性可以应用在新能源 汽车 诸多部件中，如电机控制器、车载充电器等。

为此，基本半导体在深圳和日本名古屋的模块封装研发团队，针对碳化硅车规级模块推出了不同产品系列，希望明年开始在市场得到批量应用。

他表示，“随着技术和行业的发展，碳化硅成本会逐步下降，那么在众多领域取代传统硅基材料器件将是一个不可逆的过程。”

举例来说，在功率半导体器件中，由碳化硅材料取代硅基衬底的IGBT（绝缘栅双极型晶体管）和MOSFET是行业认同的未来趋势，且功率半导体迭代周期较慢、生命周期更长，因此未来成长空间会很大。

汪之涵续称，目前碳化硅材料的器件成本比硅基器件成本高很多，但未来其成本必然会降至硅基器件的2-3倍，那时候碳化硅器件带来的性价比优势会陆续显现。

国内产业链发展如火如荼，但不可忽视的是，在针对一项新兴技术不断 探索 背后，依然也面临着不小的挑战需要思量并克服。

“国内培养的第三代半导体材料、器件、封装、驱动、应用方面的人才，肯定远远无法满足行业的需求。通过企业自己培养，或者从海外引进专家加盟的方式，是扩充团队的重要方式。”他如是指出。

除此之外，为了实现企业在碳化硅领域发展的长期目标和短期目标相平衡，基本半导体与清华大学等高校及研究机构合作，针对一些短期内或许无法产生直接经济效益，但对未来产业发展具备意义的前沿领域进行联合研发。

“两年内有望产业化的技术方向，我们会由内部推动研发；五年后才有产业化机会的技术方向，我们会积极采取与外部合作研发的方式。”汪之涵续称。

他同时指出，在目前还没有庞大规模的市场需求背景下，有一些产业内公司已经开始了频繁在各地建设产线的道路。“考虑到现在的销售额无法承载这么大的成本折旧，我们担心不排除在未来3-5年内，部分今天投资的产线，会面临资不抵债的难题。”

但他同时指出，目前不可忽视的问题是，产业间公司发展相对分散，没有把核心人才和力量融合在一起。导致若干年后回头看，可能会存在投资效益偏低的问题。

当然，在此过程中，具备竞争实力的公司依然会成长起来，并且不断完善技术更迭演进过程。

从市场格局来说，由于前述应用成本偏高，导致尚且无法支持第三代半导体器件的大规模商用，目前下游器件厂商虽然数量较多，但体量尚且不大。反倒是处在行业上游的衬底材料产业环节，由于积累的需求更集中，这类型公司会在先期更快发展起来。“当然，未来随着商用的持续推进，下游市场的机会的确会逐步扩大。”李俊超表示。

即便是如今已经在全球市场占据较高份额的欧美国家公司，其最初起步也是从单个产业环节的能力入手，随着逐步走向成熟，才通过收并购的方式，纳入更丰富的产业流程，并成为具备平台型能力的综合型半导体公司。

“考虑到目前第三代半导体市场的整体规模并不算大，目前来看，可能也未必有必须走向如硅基一般有明确设计和制造产业分工的阶段。当然，随着市场空间越来越大，或许产业分工会是未来一种更好的选择。”李俊超指出，从这个逻辑来看，当下该领域的公司选择IDM发展模式，的确不失为一种更完善的发展路线。

宏观来看，这种产业角色的定位和演变，也是整个半导体产业未来会面临的新发展命题。

反观国内，目前还没有出现产业部署非常成熟和完善的厂商。但已经有相关产业公司，在近些年的发展历程中，通过横向和纵向的并购整合，不断完善在细分领域的市场布局。

“相信在未来3-5年内，上市的半导体公司之间并购整合会成为一个主流趋势。这也会是未来第三代半导体市场将面临的共性问题。”他续称，届时，国内半导体市场也有望如前述欧美半导体市场的趋势一般，巨头公司占据较大市场利润，产业集中度进一步提升。

视频编导 周金颖 张倩茹

配 音 车远洋

监 制 杨海涛

统 筹丨于晓娜 张伍生李锐 杜弘禹

出 品 人 蔡万麟 任天阳

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以下文章来源于晓说通信 ，作者杜峰

晓说通信

一定是特别的缘分，在网络世界遇见你。

华为面临芯片断供危机

华为日前宣布，由于美国的制裁，麒麟芯片无法再生产了。因为一直以来，华为主攻的是芯片设计，而非芯片制造。

华为的遭遇也凸显了我国芯片产业的短板，为求不受制于人芯片必须自研自产。芯片制造需要大量的资金投入、技术积累、长时间的研发做基础，道阻且长，不过有分析称，“中国芯”只是时间问题。

麒麟芯片项目被迫暂停

8月8日，华为消费者业务CEO余承东在中国信息化百人会2020年峰会上亲口承认：受美方禁令影响，台积电9月15日之后无法继续为华为提供代工服务，麒麟9000或将成为绝版。余承东也谈到，中国的芯片设计能力终于追到了国际第一梯队的水平，却因为美国的禁令，在芯片制造环节被卡了脖子。

自从2019年开始华为已经遭遇美国的制裁封锁，被美国政府列入实体清单，遭受了一系列的“断供”，不过美国的第一轮制裁并没有影响到华为麒麟芯片的代工生产。但今年5月美国对华为的制裁进一步升级——世界上任何采用了美国技术的企业都不得在未经允许的情况下向华为提供技术或设备，迫使台积电对华为麒麟芯片断供。

根据产业链的消息，华为在此前已经向台积电下急单，把今年下半年需要的芯片赶在9月15日前（120天缓冲期）交付，包括了5nm和7nm手机使用的新品，还有诸如28nm海思自研的耳机芯片等。这也意味着下半年即将要发布的旗舰Mate 40系列的麒麟芯片依然可以在限期前出货，市场预估第四季度华为可以供货至少800万台Mate 40系列的手机，也就是说Mate 40系列可能是最后一款搭载麒麟旗舰高端芯片的“绝唱”。华为下一次再推出新款麒麟芯片，需要找到不受美国禁令限制的代工厂才行。

毫无疑问，美国的制裁对华为产生重要影响，按照余承东的说法，由于美国去年的制裁，华为已经少发6000万部智能手机。从IDC最新公布的全球第二季度智能手机市场出货量数据来看，其中华为以5580万台拿下第一，份额达到20.2%，麒麟芯片的缺货恐让华为手机难以保持高歌猛进的势头。余承东预计，今年的智能手机全球出货量要比2.4亿台少。

华为正积极展开自救

为了应对美国的制裁，华为正积极展开自救。

一方面

华为加大了外购芯片的力度。根据最近媒体报道，华为向联发科下单1.2亿颗芯片，在未来华为中低端机会越来越多采用联发科解决方案。从华为近期推出的一系列中端机型来看，均已经全面导入联发科的天玑800系列芯片。这对于华为手机产品而言，虽然高端芯片缺货，但并不会彻底的陷入到“无芯可用”尴尬局面。

与此同时

华为与高通达成总额18亿美元的世纪大和解，双方签署长期的专利授权协议，为将来外购芯片解决了后顾之忧。

另一方面

华为加快了自身布局。打铁还需自身硬，有消息称，华为启动了名叫“南泥湾”的项目，意思是“在困境期间，希望实现自给自足”，目的就是要全面绕开使用含美国技术的产品。华为正在大力推行“国内大循环”的半导体产业链，构筑中国自有技术的半导体生态。据供应链消息称，华为目前正和中国企业一起商讨，希望能够寻找到规避美国技术的自主芯片制造技术。

此前，华为曾表态“华为要全面扎根半导体，在EDA工具、芯片IP、材料设备、IC制造、封装等领域选一些难点做突围。” 8月12日，有传闻称华为内部将正式启动“塔山计划”，准备建设一条完全没有美国技术的45纳米芯片生产线。但此消息遭到华为相关人士否认。

此外，华为不惜重金加紧在全球招兵买马，其实早在2019年，华为遭围困之际，任正非就提出了“天才计划”，继去年招揽8名天才少年后，今年又以百万年薪将三位优秀人才招致麾下。任正非说:我们还想从世界范围招进200到300名天才少年，目的很明确，就是要以人才与研发的利剑刺破重重围困。

无论是南泥湾项目还是天才青年项目，都表明华为正在积极救助自己。对于华为未来芯片的选择，美国战略分析公司的执行董事尼尔·莫斯顿称华为可以与世界上15家芯片供应商合作，但只有5种选择是“可靠的”：继续使用麒麟处理器系列，由中芯国际替代台积电进行生产；外包给中国的紫光展锐；外包给台湾联发科；外包给韩国三星；让美国政府取消对高通的禁令。显然，所有5个选择都面临重大挑战。

中国芯突围刻不容缓

在外部环境加剧变化的当下，华为遭遇禁令“缺芯”问题更加凸显。长久以来，我国芯片主要依赖进口，德国《经济周刊》表示，以半导体行业为例，尽管中国芯片需求达到全球60％，但中国自产的只有13％。我国的数据也显示， 2019年进口金额为3000亿美元，出口金额为1000亿美元，净进口额为2000亿美元，存在巨大的贸易逆差。

对于目前的窘境，中国工程院院士邬贺铨表示，我国芯片受制于人，其中更大的原因是我们工业基础，包括精密制造、精细化工、精密材料的落后。据悉，目前美国垄断了全球50%的半导体设备，占据半导体设备市场半壁江山，我国虽然有国产半导体设备，但要替代国外产品，达到先进水平，差距非常巨大。以光刻机为例，我国光刻机的最高水平是上海微电子的90nm制程，世界顶尖的光刻机是ASML的7nm EUV光刻机，ASM已经开始研制5nm制程的光刻机，差距一目了然。此外，还有沉淀、CMP、匀胶显影、离子注入等等设备，国内都和国外水平有差距。

邬贺铨认为，眼下要彻底解决以华为为代表的 科技 企业被“限制”的问题，除了从国家、企业层面更鼓励自主创新，更为关键的还在于更多的领域共同发展，打造一个全产业链的生态。

在此前，国务院印发了《新时期促进集成电路产业和软件产业高质量发展的若干政策》，从财税、投融资、研究开发、进出口、人才、知识产权、市场应用、国际合作等方面，提出了对集成电路和软件这两大基础性产业进行支持，其中“ 探索 关键核心技术攻关新型举国体制”被提及，这表明集成电路产业已经上升到国家核心战略层面，国家对于发展集成电路产业的重视程度和决心，已经达到了一个新的高度。

目前，我国的芯片突围在路上，利好消息不断传来，7月6日，杭州电子 科技 大学程知群教授团队研发的毫米波通讯系统完成测试。该芯片在外场实验中，曾成功实现全世界首个高阶毫米波外场验证，速率达到70Gbps。程知群教授表示：“目前国际上有中、美、欧盟的3家公司有E波段毫米波芯片出售。这项成果的应用表明，在5G通信E波段毫米波芯片领域，中国有了自主研发的可替代方案。”刚在科创板上市的中芯国际称，拟出资25.5亿美元生产28纳米及以上集成电路。日前，工程院院士倪光南在壳牌金融夏季峰会上表示，家用芯片正从可用向易用转变，不仅是国产芯片，还有我们的 *** 作系统数据库和软件，整体水平都从无到有，而且从未失败过，也在朝着可用的方向发展。

依靠中国自有核心技术主动创新升级，构筑中国的半导体生态之路虽然道阻且长，但中国芯只是时间问题，目前，中芯国际、上海微电子以及紫光展锐等等国内已经有很多的半导体企业慢慢崛起，只要国内公司团结起来，就不会有无法克服的困难。

文章转载自“晓说通信”

我也相信不久的未来

我们能有属于自己的中国芯！

加油

麒麟不会消失，泰山、巴龙、凌霄、鲲鹏等等的名头也会越来越响亮。厚积薄发，王者一定归来。

可以想到的应对手段还是不少，包括大海思外售，自建生产线，等待国内半导体生态成熟，组合在一起就是多点突围。

虽然TSMC不给代工了，但是大海思在各个领域的芯片应该还是很能打的，设计水平的影响比大家想象的更高，可以弥补一些工艺差距，就算麒麟暂时不发，其他芯片依旧可以领跑全球，所以如果真的开放外售，盈利水平又会再上一个台阶。

现在设计的范畴已经是越来越广了，从原先的ASIC flow变成了COT flow，所以相关人员的技能点也应该已经点的差不多了。发展foundry也不是不可能，只是foundry太庞大，真正发展起来需要时间。

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