第三代半導體繼續大漲，碳化硅和氮化鎵誰是真正的王者？

撰文 / 鄭亞紅 麻策

編輯 / 趙豔秋

一則炒作

6月17日中午，外媒一則報道引發A股半導體股的狂歡。針對此，國內某半導體重點實驗室核心人士王仲對AI財經社表示，這波報道是斷章取義，是一種炒作。

報道稱，中國製定了“第三代半導體”發展推進計劃，併爲該計劃準備了約1萬億美元的資金。隨後，自媒體爭相跟進。

當天，A股半導體板塊大漲，半導體行業指數中46只成分股全部飄紅，38只成分股漲幅超過5%，甚至押注半導體股的明星基金經理、諾安基金的蔡嵩松也重回微博熱搜，他管理的基金在當日估算淨值漲幅達到7.28%。

資本市場熱烈反應之下，王仲告訴AI財經社，據他了解，這個事情的背景其實是5月14日在北京召開的一次會議。根據“工信頭條”公衆號的信息，這次會議上，科技部就“十四五”國家科技創新規劃編制工作做了彙報，領導小組成員單位及有關部門負責同志進行了討論。此次會議還專題討論了面向後摩爾時代的集成電路潛在顛覆性技術。

“並沒有明確提到第三代半導體，萬億美元的投入更是不可能的事，全球加起來都沒有這麼大的投入，這個市場全球預計也不過才100億美元。”王仲說到。

他表示，目前的報道都表達模糊，但撥動了市場的神經，炒熱了輿論，也把半導體股炒起來了。他對此表達擔憂，認爲這可能會把國內市場佈局搞亂。

第三代半導體產業技術創新戰略聯盟祕書長於坤山也對AI財經社表示，他不知道報道從何而來。而國內碳化硅學界人士劉威也告訴AI財經社：“昨天消息滿天飛，很多人士出來闢謠。”

“第三代半導體”並不比“第一代”先進

那麼什麼是第三代半導體？爲什麼要炒作第三代半導體？它是否比所謂的第一代、第二代半導體更先進？

上述專家告訴AI財經社，實際上，第三代半導體不是第一代和第二代半導體的升級，它們是並存關係，各有各的應用場景和優勢。

第一代半導體是以硅材料爲主，也是當下大衆討論最普遍的半導體概念，它廣泛應用在手機、電腦、電視等領域，比如英特爾的CPU、華爲的麒麟芯片都採用硅基的半導體技術。第二代半導體以砷化鎵、銻化銦爲代表，主要是功率放大，用於衛星通訊、移動通訊、導航等領域。

第三代半導體以氮化鎵、碳化硅爲代表的化合物半導體，主要面向三個市場：光電子、電力電子和微波射頻，更通俗一點說，像手機快充、新能源車、軌道交通和國家電網等是民用領域的幾大市場。

圖/視覺中國

王仲進一步解釋，第三代半導體目前“還是一個小衆市場”，主要作爲補充市場，當今半導體市場90%仍然是以硅材料爲代表的第一代半導體，第二代、第三代加起來不過10%。

上述資深研究者對AI財經社表示，實際上第三代半導體的說法也是不嚴謹的，他在多個場合也提到過這件事，國際的通用說法叫做寬禁帶，指的是禁帶寬度大於2.2eV的半導體材料。一位半導體界人士也告訴AI財經社，在工信部等相關文件中和十四五規劃裏都稱爲“寬禁帶”半導體，而非第三代半導體，不知道外媒爲何這次拿這個概念來做文章。

“國內提出‘第三代半導體’這個概念，主要是跨領域交流和工作彙報，因爲行業術語有時讓人理解困難。但這個詞很容易也讓人們產生一種錯覺：第三代比第一代強。”王仲稱。

中外差距只有“半步”？

根據AI財經社的瞭解，這次被熱炒的“第三代半導體”，全球基本處在同一起跑線上。

而過去很長一段時間，美國利用半導體技術對我國科技領域“卡脖子”，也激發了國內的自強願望和行動。但硅基半導體產業國內落後太多，追趕挑戰很大。碳化硅、氮化鎵行業被認爲存在“變道超車”的機會。

國內碳化硅學界人士劉威告訴AI財經社，“該技術中美之間的差距，“就是落後半步的事情，2年左右。”

“這個領域差距比較小，中國又坐擁全球最大的應用市場，未來可以超過國外。”上述人士補充說，“不敢說技術上超越，但是規模肯定超過。”

多位人士稱，所謂的“第三代半導體”，產業鏈相比硅基更能自主可控。核心原因在於，不需要那麼高精尖的製程。“與動不動就採用5納米甚至3納米的硅基半導體技術相比，它們遠未達到幾納米級別，都在100納米以上。所以，並不需要像荷蘭ASML那種特別尖端的光刻機，也不要臺積電那種投入幾百億元的芯片製造廠。”

此外，它們對於EDA工具的要求也同樣沒有那麼高。一位碳化硅專家對AI財經社表示，現在碳化硅、氮化鎵半導體還停留在分立器件、獨立器件層面，不是大規模集成電路。“雖然目前國內大多還是採用國外EDA軟件，但不需要依賴那麼多複雜的功能。因此，EDA工具自主不是主要問題，起碼目前還不是。”

圖/視覺中國SiC芯片

不過，這並不代表它目前已達到全方位的自主。資深人士王仲總結稱，無論碳化硅還是氮化鎵，過去10年我國投的錢比美國多，整體技術與美國沒有明顯代差，但是鋪開來講的話，仍然受制於更底層的基礎產業。“就好比華爲能設計出麒麟芯片，但因爲國內芯片製造差得很遠，還是會被卡脖子。”他說，“實際上是拔出蘿蔔帶出一堆泥，最後問題還是回到了看似不相關的事情上。”

“以碳化硅爲例，最核心的問題是基礎材料，比如高純的碳粉和硅粉，我們在提純技術上有差距；而在碳化硅設備裏，我們缺乏高純的石墨坩堝技術；做器件的時候，我們的光刻機、光刻膠也是個問題。”

劉威也告訴AI財經社，碳化硅半導體的製造設備仍較多依賴進口，特別是“外延爐、離子注入機”等造價昂貴且有門檻的設備，動輒幾百萬上千萬元人民幣，主要還是靠買國外的。氮化鎵也面臨類似問題。

“還有很多功課要補，還有很長的路要走。缺乏支撐產業的任何一個環節，都是做不起來的。”王仲稱。

搶灘這一類半導體技術，國內有機會，但需要整個體系的系統性發展。AI財經社獲悉，西安電子科技大學設有寬禁帶半導體國家工程研究中心，華潤微國內首條6英寸商用碳化硅晶圓生產線已經正式量產，華創正在展開核心設備外延爐的研發，山東天嶽等從事材料研發和生產。在應用方面，華爲、中車集團、比亞迪等在從事相關產品產業化。之前，新能源車蔚來也推出一款氮化鎵手機快充產品，試水相關技術......越來越多的企業投入，推動了產業的發展。但更基礎的環節仍需產學研合作佈局。

氮化鎵功率芯片公司納微半導體中國區總經理查瑩傑告訴AI財經社，他從不相信存在什麼“彎道超車”的概念。他認爲，技術是需要迭代，需要持續投入的。氮化鎵、碳化硅這類技術，看似所有人的起點都差不多，但實際上盤點整個上下游的核心產業，國內的企業還是需要繼續發力。

“很多東西不是光靠投錢就能投出來的，都需要大量的技術投入跟不斷的試錯。這個真的是需要很長很長的時間。”查瑩傑說。

是個突破口，但切忌炒作

儘管整個產業鏈的建設不能一蹴而就，但業界人士認爲，“第三代半導體”對國內來說確實是一個突破口。

半導體界的資深人士認爲，“第三代半導體”處在快速發展的前期，“跟國外是前後腳”。

另一方面，它們在碳中和、碳達峯方面可以發揮優勢。新能源車、軌道交通、能源互聯網，這些領域都是“第三代半導體”發揮作用的大領域，“現在市場也起來了，意識到要用這些新技術和新產品，這是一個機會。”

圖/視覺中國

此前，手機廠商競相推出的快充充電器，一度讓氮化鎵進入公衆視野，其原因就在於氮化鎵的技術與硅基半導體相比，功率高、充電快、體積小，能夠更好地滿足用戶充電的需求。

更重要的一點是，發展“第三代半導體”需要的投入與硅基的半導體相比，投資規模要小很多。多個業內人士告訴AI財經社，硅基半導體的投資巨大，光是建制造廠都是從幾百億起，而“第三代半導體”只要10億元就能建起一個一般規模的製造廠。

但王仲也提醒，對“第三代半導體”的關注不要發展爲炒作，以免重蹈當年LED的覆轍。多年前，氮化鎵在LED照明產業取得重大突破，這一消息振奮了整個照明界。採用氮化鎵技術，不但有效解決散熱問題，還能使單位面積亮度提升10倍。隨後，LED燈的消費被迅速炒熱，但也給行業帶來潛在危機。

一方面，LED企業陷入價格戰，當時18W的LED燈管從上百元下降到十元以內，市場陷入混亂，企業的利潤空間急劇下降。另一方面，上市公司利用資本打擊競爭對手，急於上市的中小企業則由於沒有利潤、資金鍊斷裂而退出市場。

王仲形容，整個LED產業被炒得過熱後，迎來了整個產業的至暗時刻。有關調查數據顯示，到了2015年全國約有4000家LED企業（包括上游芯片及中游下游照明應用）消失，尤其是下游企業。多個投入LED產業園的地方政府，也累計了一堆債務。

他認爲，這次“第三代半導體”概念出來後，資本、自媒體、甚至一些行業人士參與進來熱炒想要賺一把，這是需要謹慎的。“我們很擔心一炒作又把股價炒的老高，然後呼啦啦又下去，這是一個很糟糕的事情。”他稱，外部的炒作會讓行業變得浮躁，人才和設備的價格更加高企，這些成本的無序增加會給產業的發展帶來傷害。比如，過去一臺200多萬元的設備，現在已經炒到2000萬元了。

針對現在一些二三線城市要發展“第三代半導體”，王仲提醒稱：“半導體投資需要資金、人才和管理，有些地方可能能出10億，但支撐工藝製造和管理的專用人才和團隊從哪來，如果這些搞不清楚很難把產業做起來。”

總體而言，“第三代半導體”是個突破口，但不能無序炒作，產業需要理智的氛圍。

（文中王仲、劉威爲化名）