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。“GaN市場現(xiàn)在主要由消費(fèi)電子產(chǎn)品驅(qū)動,因?yàn)镚aN芯片適用于快速充電設(shè)備!盙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!暗诘谌酒I(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。”
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╓olfspeed、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)。