中國渴望使用第三代芯片

一些技術(shù)專家表示，預(yù)計未來幾年中國大陸將對第三代半導(dǎo)體產(chǎn)生強(qiáng)勁需求，這些半導(dǎo)體產(chǎn)品主要用于電網(wǎng)、電動汽車和電信基站。

新一代芯片，也稱為復(fù)合芯片，由碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等寬帶隙材料制成，它們適用于功率器件，可以在高溫、高頻和高壓的環(huán)境中工作。

TrendForce 表示，全球 SiC 功率器件市場的價值將從 2022 年的 16.1 億美元攀升至 2026 年的 53.3 億美元，復(fù)合年增長率（CAGR）為 35%。GaN 功率器件的年增長率將從 2022. 年的 1.8 億美元增長到 2026 年的 13.3 億美元，CAGR 為 65%。

有分析稱，由于該行業(yè)不在美國制裁的覆蓋范圍之內(nèi)，中國可以培養(yǎng)自己的晶圓代工廠，也許有一天能夠自行供應(yīng)第三代半導(dǎo)體芯片。

「SiC 市場的發(fā)展受到新能源行業(yè)的強(qiáng)烈推動，特別是新能源汽車的旺盛需求，」TrendForce 分析師 Rany Gong（龔先生）最近在深圳舉行的一次研討會上表示。

龔先生表示，他預(yù)計汽車用碳化硅功率器件的銷售額將從.2022 年的 10.9 億美元增長到 2026 年的 39.8 億美元，CAGR 為 38%。

「GaN 芯片在汽車市場的前景也在增長，但需要行業(yè)參與者做出更多努力，」他說?！窯aN 市場現(xiàn)在主要由消費(fèi)電子產(chǎn)品驅(qū)動，因?yàn)?GaN 芯片適用于快速充電設(shè)備?！笹aN 芯片將在 2025 年左右用于車載充電器和 DC-DC 轉(zhuǎn)換器，到 2030 年用于電源逆變器。

「第三代半導(dǎo)體可以廣泛應(yīng)用于新能源、交通和光電領(lǐng)域，幫助中國實(shí)現(xiàn)排放峰值和碳中和目標(biāo)，」中國先進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟（CASA）指導(dǎo)委員會主任曹健林 5 月下旬在北京舉行的一次研討會上表示。

曹表示，去年全球半導(dǎo)體市場進(jìn)入下行周期，但由于汽車、太陽能和儲能行業(yè)的強(qiáng)勁需求，第三代芯片市場繼續(xù)增長并進(jìn)入高速增長期。他說，中國總有一天能夠自給自足所需的器件。

中國工程院院士、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢委員會主任甘勇表示，第三代芯片使用量的增加將對未來十年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生至關(guān)重要的影響，他補(bǔ)充說，芯片行業(yè)的全球化是不可阻擋的。

美國制裁

去年 10 月，美國商務(wù)部工業(yè)和安全局（BIS）對中國大陸芯片行業(yè)實(shí)施了新的限制措施。根據(jù) BIS 的限制，生產(chǎn) 16nm 或更低制程節(jié)點(diǎn)芯片的中國大陸晶圓廠必須申請?jiān)S可證才能從美國購買半導(dǎo)體設(shè)備等產(chǎn)品。

今年 1 月，日本和荷蘭同意加入美國，限制中國大陸獲得先進(jìn)的半導(dǎo)體設(shè)備，今年 4 月，日本表示，23 種芯片技術(shù)的供應(yīng)商最早在 7 月需要獲得政府批準(zhǔn)才能出口到包括中國大陸在內(nèi)的國家和地區(qū)。

一些分析師表示，美國的限制措施不會阻止中國制造第三代芯片，因?yàn)樯a(chǎn)是材料科學(xué)的問題，不需要高端光刻技術(shù)。

總部位于深圳的千展產(chǎn)業(yè)研究院在一份研究報告中表示，與美國的貿(mào)易戰(zhàn)實(shí)際上使中國更加專注于生產(chǎn)第三代芯片，該公司表示，中國 SiC 和 GaN 功率器件的銷售額從 2017. 年的 17.9 億元人民幣增長到 2021 年的 71.7 億元人民幣，CAGR 為 300%。

該公司表示，在截至 2027 年的 5 年內(nèi)，中國大陸 SiC 和 GaN 功率器件的銷售額將平均每年增長 45%，達(dá)到 660 億元人民幣，而同期 GaN 微波射頻器件的銷售額將每年增長 22%，達(dá)到 240 億元人民幣。

中國科協(xié)出版的雜志《中國科技報》發(fā)表文章稱，第三代芯片領(lǐng)域是中國未來可以超越西方的領(lǐng)域。

「在前兩代半導(dǎo)體的發(fā)展中，我們的國家比其它國家起步晚，我們在賽車比賽中很難'彎道上超越別人'，」它說。「但在第三代芯片領(lǐng)域，中外企業(yè)幾乎同時起步，希望我們的國家能夠迎頭趕上，用本地供應(yīng)商取代所有外國供應(yīng)商?！?/span>

兩用芯片

世界上大部分的芯片制造能力仍在制造第一代芯片，這些芯片主要由硅制成。由砷化鎵（GaAs）和磷化鎵（GaP）制成的第二代芯片用于 4G 電信設(shè)備。一些第三代由氧化鋅（ZnO）和氮化鋁（AlN）制成。

制造第三代芯片的成本大約是制造硅芯片的兩到三倍。

第三代芯片制程通常在 90-350nm 之間，這些尺寸不受美國制裁的約束，其中，GaN 微波射頻芯片可用于導(dǎo)彈、雷達(dá)和旨在欺騙雷達(dá)的電子對抗，SiC 芯片可用于噴氣式、坦克和海軍艦艇發(fā)動機(jī)以及風(fēng)洞。

CASA 總裁吳玲上個月表示，中國應(yīng)尋求自給自足芯片，以滿足電信，能源，運(yùn)輸和國防工業(yè)的巨大需求。她指出，該國仍然缺乏對科學(xué)研究的長期穩(wěn)定投資，缺乏評估研究成果的平臺以及鼓勵私人資本投資該部門的機(jī)制。

一些分析人士表示，中國大陸在第三代芯片領(lǐng)域短期內(nèi)要趕上西方并不容易，因?yàn)榘?Wolfspeed、Rohm、Infineon、三菱和 STMicroelectronics 在內(nèi)的外國公司仍然擁有核心技術(shù)。

目前，中國大陸的主要行業(yè)參與者包括華潤微電子、三安光電、杭州士蘭和株洲中車時代電氣有限公司。

6 月 7 日，意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）表示，已與中國三安光電簽署協(xié)議，在重慶成立一家新的 SiC 器件制造合資企業(yè)。