第三代半导体继续大涨，碳化硅和氮化镓谁是真正的王者？

撰文 / 郑亚红 麻策

编辑 / 赵艳秋

一则炒作

6月17日中午，外媒一则报道引发A股半导体股的狂欢。针对此，国内某半导体重点实验室核心人士王仲对AI财经社表示，这波报道是断章取义，是一种炒作。

报道称，中国制定了“第三代半导体”发展推进计划，并为该计划准备了约1万亿美元的资金。随后，自媒体争相跟进。

当天，A股半导体板块大涨，半导体行业指数中46只成分股全部飘红，38只成分股涨幅超过5%，甚至押注半导体股的明星基金经理、诺安基金的蔡嵩松也重回微博热搜，他管理的基金在当日估算净值涨幅达到7.28%。

资本市场热烈反应之下，王仲告诉AI财经社，据他了解，这个事情的背景其实是5月14日在北京召开的一次会议。根据“工信头条”公众号的信息，这次会议上，科技部就“十四五”国家科技创新规划编制工作做了汇报，领导小组成员单位及有关部门负责同志进行了讨论。此次会议还专题讨论了面向后摩尔时代的集成电路潜在颠覆性技术。

“并没有明确提到第三代半导体，万亿美元的投入更是不可能的事，全球加起来都没有这么大的投入，这个市场全球预计也不过才100亿美元。”王仲说到。

他表示，目前的报道都表达模糊，但拨动了市场的神经，炒热了舆论，也把半导体股炒起来了。他对此表达担忧，认为这可能会把国内市场布局搞乱。

第三代半导体产业技术创新战略联盟秘书长于坤山也对AI财经社表示，他不知道报道从何而来。而国内碳化硅学界人士刘威也告诉AI财经社：“昨天消息满天飞，很多人士出来辟谣。”

“第三代半导体”并不比“第一代”先进

那么什么是第三代半导体？为什么要炒作第三代半导体？它是否比所谓的第一代、第二代半导体更先进？

上述专家告诉AI财经社，实际上，第三代半导体不是第一代和第二代半导体的升级，它们是并存关系，各有各的应用场景和优势。

第一代半导体是以硅材料为主，也是当下大众讨论最普遍的半导体概念，它广泛应用在手机、电脑、电视等领域，比如英特尔的CPU、华为的麒麟芯片都采用硅基的半导体技术。第二代半导体以砷化镓、锑化铟为代表，主要是功率放大，用于卫星通讯、移动通讯、导航等领域。

第三代半导体以氮化镓、碳化硅为代表的化合物半导体，主要面向三个市场：光电子、电力电子和微波射频，更通俗一点说，像手机快充、新能源车、轨道交通和国家电网等是民用领域的几大市场。

图/视觉中国

王仲进一步解释，第三代半导体目前“还是一个小众市场”，主要作为补充市场，当今半导体市场90%仍然是以硅材料为代表的第一代半导体，第二代、第三代加起来不过10%。

上述资深研究者对AI财经社表示，实际上第三代半导体的说法也是不严谨的，他在多个场合也提到过这件事，国际的通用说法叫做宽禁带，指的是禁带宽度大于2.2eV的半导体材料。一位半导体界人士也告诉AI财经社，在工信部等相关文件中和十四五规划里都称为“宽禁带”半导体，而非第三代半导体，不知道外媒为何这次拿这个概念来做文章。

“国内提出‘第三代半导体’这个概念，主要是跨领域交流和工作汇报，因为行业术语有时让人理解困难。但这个词很容易也让人们产生一种错觉：第三代比第一代强。”王仲称。

中外差距只有“半步”？

根据AI财经社的了解，这次被热炒的“第三代半导体”，全球基本处在同一起跑线上。

而过去很长一段时间，美国利用半导体技术对我国科技领域“卡脖子”，也激发了国内的自强愿望和行动。但硅基半导体产业国内落后太多，追赶挑战很大。碳化硅、氮化镓行业被认为存在“变道超车”的机会。

国内碳化硅学界人士刘威告诉AI财经社，“该技术中美之间的差距，“就是落后半步的事情，2年左右。”

“这个领域差距比较小，中国又坐拥全球最大的应用市场，未来可以超过国外。”上述人士补充说，“不敢说技术上超越，但是规模肯定超过。”

多位人士称，所谓的“第三代半导体”，产业链相比硅基更能自主可控。核心原因在于，不需要那么高精尖的制程。“与动不动就采用5纳米甚至3纳米的硅基半导体技术相比，它们远未达到几纳米级别，都在100纳米以上。所以，并不需要像荷兰ASML那种特别尖端的光刻机，也不要台积电那种投入几百亿元的芯片制造厂。”

此外，它们对于EDA工具的要求也同样没有那么高。一位碳化硅专家对AI财经社表示，现在碳化硅、氮化镓半导体还停留在分立器件、独立器件层面，不是大规模集成电路。“虽然目前国内大多还是采用国外EDA软件，但不需要依赖那么多复杂的功能。因此，EDA工具自主不是主要问题，起码目前还不是。”

图/视觉中国SiC芯片

不过，这并不代表它目前已达到全方位的自主。资深人士王仲总结称，无论碳化硅还是氮化镓，过去10年我国投的钱比美国多，整体技术与美国没有明显代差，但是铺开来讲的话，仍然受制于更底层的基础产业。“就好比华为能设计出麒麟芯片，但因为国内芯片制造差得很远，还是会被卡脖子。”他说，“实际上是拔出萝卜带出一堆泥，最后问题还是回到了看似不相关的事情上。”

“以碳化硅为例，最核心的问题是基础材料，比如高纯的碳粉和硅粉，我们在提纯技术上有差距；而在碳化硅设备里，我们缺乏高纯的石墨坩埚技术；做器件的时候，我们的光刻机、光刻胶也是个问题。”

刘威也告诉AI财经社，碳化硅半导体的制造设备仍较多依赖进口，特别是“外延炉、离子注入机”等造价昂贵且有门槛的设备，动辄几百万上千万元人民币，主要还是靠买国外的。氮化镓也面临类似问题。

“还有很多功课要补，还有很长的路要走。缺乏支撑产业的任何一个环节，都是做不起来的。”王仲称。

抢滩这一类半导体技术，国内有机会，但需要整个体系的系统性发展。AI财经社获悉，西安电子科技大学设有宽禁带半导体国家工程研究中心，华润微国内首条6英寸商用碳化硅晶圆生产线已经正式量产，华创正在展开核心设备外延炉的研发，山东天岳等从事材料研发和生产。在应用方面，华为、中车集团、比亚迪等在从事相关产品产业化。之前，新能源车蔚来也推出一款氮化镓手机快充产品，试水相关技术......越来越多的企业投入，推动了产业的发展。但更基础的环节仍需产学研合作布局。

氮化镓功率芯片公司纳微半导体中国区总经理查莹杰告诉AI财经社，他从不相信存在什么“弯道超车”的概念。他认为，技术是需要迭代，需要持续投入的。氮化镓、碳化硅这类技术，看似所有人的起点都差不多，但实际上盘点整个上下游的核心产业，国内的企业还是需要继续发力。

“很多东西不是光靠投钱就能投出来的，都需要大量的技术投入跟不断的试错。这个真的是需要很长很长的时间。”查莹杰说。

是个突破口，但切忌炒作

尽管整个产业链的建设不能一蹴而就，但业界人士认为，“第三代半导体”对国内来说确实是一个突破口。

半导体界的资深人士认为，“第三代半导体”处在快速发展的前期，“跟国外是前后脚”。

另一方面，它们在碳中和、碳达峰方面可以发挥优势。新能源车、轨道交通、能源互联网，这些领域都是“第三代半导体”发挥作用的大领域，“现在市场也起来了，意识到要用这些新技术和新产品，这是一个机会。”

图/视觉中国

此前，手机厂商竞相推出的快充充电器，一度让氮化镓进入公众视野，其原因就在于氮化镓的技术与硅基半导体相比，功率高、充电快、体积小，能够更好地满足用户充电的需求。

更重要的一点是，发展“第三代半导体”需要的投入与硅基的半导体相比，投资规模要小很多。多个业内人士告诉AI财经社，硅基半导体的投资巨大，光是建制造厂都是从几百亿起，而“第三代半导体”只要10亿元就能建起一个一般规模的制造厂。

但王仲也提醒，对“第三代半导体”的关注不要发展为炒作，以免重蹈当年LED的覆辙。多年前，氮化镓在LED照明产业取得重大突破，这一消息振奋了整个照明界。采用氮化镓技术，不但有效解决散热问题，还能使单位面积亮度提升10倍。随后，LED灯的消费被迅速炒热，但也给行业带来潜在危机。

一方面，LED企业陷入价格战，当时18W的LED灯管从上百元下降到十元以内，市场陷入混乱，企业的利润空间急剧下降。另一方面，上市公司利用资本打击竞争对手，急于上市的中小企业则由于没有利润、资金链断裂而退出市场。

王仲形容，整个LED产业被炒得过热后，迎来了整个产业的至暗时刻。有关调查数据显示，到了2015年全国约有4000家LED企业（包括上游芯片及中游下游照明应用）消失，尤其是下游企业。多个投入LED产业园的地方政府，也累计了一堆债务。

他认为，这次“第三代半导体”概念出来后，资本、自媒体、甚至一些行业人士参与进来热炒想要赚一把，这是需要谨慎的。“我们很担心一炒作又把股价炒的老高，然后呼啦啦又下去，这是一个很糟糕的事情。”他称，外部的炒作会让行业变得浮躁，人才和设备的价格更加高企，这些成本的无序增加会给产业的发展带来伤害。比如，过去一台200多万元的设备，现在已经炒到2000万元了。

针对现在一些二三线城市要发展“第三代半导体”，王仲提醒称：“半导体投资需要资金、人才和管理，有些地方可能能出10亿，但支撑工艺制造和管理的专用人才和团队从哪来，如果这些搞不清楚很难把产业做起来。”

总体而言，“第三代半导体”是个突破口，但不能无序炒作，产业需要理智的氛围。

（文中王仲、刘威为化名）