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中国第三代半导体产业发展回顾与趋势展望

发布日期:2019-05-09 02:17
  半导体产业是现代信息社会的基石,是支撑当前经济社会发展和保障国家安全的战略性、基础性和先导性产业。第3代半导体作为半导体产业的重要组成部分,其发展壮大对国民经济、国防安全、国际竞争、社会民生等领域均具有重要战略意义,是当前世界各国科技竞争的焦点之一。
 
  2018年,美国、欧盟等继续加大第3代半导体领域的研发支持力度,国际厂商积极、务实推进,商业化的碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)电力电子器件新品不断推出,性能日益提升,应用逐渐广泛。国内受益于整个半导体行业宏观政策利好、资本市场追捧、地方积极推进、企业广泛进入等因素,第3代半导体产业稳步发展。
 
  技术层面,SiC衬底和外延方面,国内仍然是4英寸为主,已开发出6英寸产品并实现小批量供货;国内批量生产的GaN衬底仍以2英寸为主。国内600~3300VSiC肖特基二极管技术较为成熟,产业化程度继续提升,目前也已研制出1200~1700VSiC金氧半场效晶体管(MOSFET)器件,但可靠性较低,目前处于小批量生产阶段;国内全SiC功率模块,主要指标为1200V/50~600A、650V/900A。GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)方面,国内2018年推出了650V/10~30A的GaN晶体管产品;GaN微波射频器件方面,国产GaN射频放大器已成功应用于基站,Sub6GHz和毫米波GaN射频功率放大器也已实现量产。
 
  产业方面,在半导体对外投资受阻情况下,国内自主创新发展是必由之路。2018年,在政策和资金的双重支持下,国内第3代半导体领域新增3条SiC产线。投资方面GaN热度更高,据第3代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)不完全统计,2018年国内第3代半导体相关领域共有8起大的投资扩产项目,其中4起与GaN材料相关,涉及金额220亿元。此外,与国际企业并购热潮对比,国内2018年仅有2起。
 
  生产模式上,大陆在第3代半导体电力电子器件领域形成了从衬底到模组完整的产业链体系,器件制造方面以IDM模式为主,且正在形成“设计—制造—封测”的分工体系;大陆代工产线总体尚在建设中,尚未形成稳定批量生产。市场方面,根据CASA统计,2018年国内市场SiC和GaN电力电子器件的规模约为28亿元,同比增长56%,预计未来5年复合增速为38%。GaN微波射频应用市场规模约为24.49亿元,未来5年复合增速有望达60%。
 
  区域方面,我国第3代半导体产业发展初步形成了京津冀、长三角、珠三角、闽三角、中西部5大重点发展区域,其中,长三角集聚效应凸显,占从2015年下半年至2018年底投资总额的64%。此外,北京、深圳、厦门、泉州、苏州等代表性城市正在加紧部署、多措并举、有序推进。
 
  总体而言,我国第3代半导体技术和产业都取得较好进展,但在材料指标、器件性能等方面与国外先进水平仍存在一定差距,市场继续被国际巨头占据,国产化需求迫切。
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