第三代半導(dǎo)體的激流與險灘
來源：21世紀(jì)經(jīng)濟報道
雖然從整個半導(dǎo)體器件市場來看，硅材料因其易獲取、低成本等特性，依然是最為重要的基礎(chǔ)載體，但以新能源汽車、5G基站為代表的新興行業(yè)應(yīng)用，正托舉出一個新的半導(dǎo)體材料需求市場，也即以碳化硅和氮化鎵為主的第三代半導(dǎo)體材料應(yīng)用。
在前面兩代半導(dǎo)體材料方面，我國在相關(guān)領(lǐng)域的起步時間較晚，因此造成客觀上存在的差距；而在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域，全球的宏觀起步時間相對接近，且這是一門相對新興的技術(shù)領(lǐng)域，目前來看，全球主要襯底材料公司的技術(shù)差距并不算很大。
加上第三代半導(dǎo)體具備的耐高壓、耐高溫、低損耗等特性，符合當(dāng)前功率半導(dǎo)體器件的應(yīng)用需求。在相關(guān)領(lǐng)域由第三代半導(dǎo)體材料替換第一代硅基材料，正有望成為一種長期趨勢。
綜合這些產(chǎn)業(yè)背景，疊加國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)生態(tài)此前在碳化硅、氮化鎵等材料領(lǐng)域已有所積累。第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)生態(tài)在近些年間，正呈現(xiàn)多點開花態(tài)勢。
但同時需要注意的是，尚處在發(fā)展演進過程中的第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域，并未在眼下迎來完全量產(chǎn)商用的節(jié)點，同時國內(nèi)在該領(lǐng)域所占據(jù)的全球市場份額還不如已經(jīng)成熟發(fā)展多年的海外大廠，整個產(chǎn)業(yè)生態(tài)的成熟落地依然需要足夠時間進行培育。
這依然是一個需要守得云開方得見月明的半導(dǎo)體技術(shù)分支，前路遼闊，但也不能忽視潛藏的挑戰(zhàn)。
發(fā)展熱潮
僅從此前擬通過科創(chuàng)板平臺上市的公司來看，就足以顯示出在國內(nèi)的很多地區(qū)，都已經(jīng)有針對第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域在開拓的公司和團隊。
比如正在走上市程序的山東天岳，此前已經(jīng)終止上市流程的天科合達和江西瑞能等。即便是在粵港澳大灣區(qū)內(nèi)部，也分散發(fā)展著諸多定位在不同具體材料領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)的公司，如東莞天域、英諾賽科等。
基本半導(dǎo)體董事長汪之涵向21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者介紹道，如今掀起的第三代半導(dǎo)體發(fā)展熱潮背后，主要源于內(nèi)外部雙重因素的推動。
“隨著碳達峰、碳中和目標(biāo)的提出，新能源產(chǎn)業(yè)與半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)開始產(chǎn)生更多交匯點。采用性能上更優(yōu)異的第三代半導(dǎo)體材料，可以幫助全球范圍內(nèi)更快實現(xiàn)目標(biāo)達成。”他進一步表示，由于碳化硅器件對制程工藝的要求相比硅基來說并不算高，在這方面國內(nèi)外之間的差距不是很大，也因此國內(nèi)在碳化硅、氮化鎵相關(guān)領(lǐng)域發(fā)展的頭部企業(yè)，將有很大可能性進入世界一流陣營。
“目前第三代半導(dǎo)體在晶圓尺寸方面演進到了6英寸，走到8英寸量產(chǎn)商用還有一個過程?！蓖糁治龅?，從這個角度看，國內(nèi)與海外的步伐比較接近，取得進一步突破的機會很大。
據(jù)汪之涵介紹，碳化硅器件的下游應(yīng)用市場主要分為三大方向：工業(yè)級、消費級、汽車級。其中，工業(yè)級碳化硅器件落地較早，應(yīng)用包括通訊基站電源、服務(wù)器電源、LED驅(qū)動電源等，都是未來長期穩(wěn)定高速發(fā)展的領(lǐng)域。
消費市場中，國內(nèi)市場目前率先推出的產(chǎn)品，主要是針對大功率快充的市場。
新能源汽車則是碳化硅器件未來發(fā)展的最重要方向，這也是碳化硅最大的單一應(yīng)用市場。其優(yōu)異特性可以應(yīng)用在新能源汽車諸多部件中，如電機控制器、車載充電器等。
為此，基本半導(dǎo)體在深圳和日本名古屋的模塊封裝研發(fā)團隊，針對碳化硅車規(guī)級模塊推出了不同產(chǎn)品系列，希望明年開始在市場得到批量應(yīng)用。
“成本是第三代半導(dǎo)體材料應(yīng)用過程中很受關(guān)注的一點?！蓖糁蛴浾咧赋?，但這也要拆分來看，一方面，在很多應(yīng)用領(lǐng)域，性能提升帶來的效益會比成本支出更高，這時候就會傾向于采用碳化硅、氮化鎵等材料；另一方面，雖然碳化硅器件比硅基器件價格高，但采用前者的器件，可以讓其他匹配部件的成本大幅降低。
他表示，“隨著技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展，碳化硅成本會逐步下降，那么在眾多領(lǐng)域取代傳統(tǒng)硅基材料器件將是一個不可逆的過程?！?/p>
舉例來說，在功率半導(dǎo)體器件中，由碳化硅材料取代硅基襯底的IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）和MOSFET是行業(yè)認同的未來趨勢，且功率半導(dǎo)體迭代周期較慢、生命周期更長，因此未來成長空間會很大。
汪之涵續(xù)稱，目前碳化硅材料的器件成本比硅基器件成本高很多，但未來其成本必然會降至硅基器件的2-3倍，那時候碳化硅器件帶來的性價比優(yōu)勢會陸續(xù)顯現(xiàn)。
短期挑戰(zhàn)
國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展如火如荼，但不可忽視的是，在針對一項新興技術(shù)不斷探索背后，依然也面臨著不小的挑戰(zhàn)需要思量并克服。
汪之涵表示，作為創(chuàng)業(yè)企業(yè)，尤其是身處第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域，在高速發(fā)展過程中會面臨各種困難。但相比一般企業(yè)都會遇到的資金、供應(yīng)鏈、客戶認可等問題，他更關(guān)注的是人才。
“國內(nèi)培養(yǎng)的第三代半導(dǎo)體材料、器件、封裝、驅(qū)動、應(yīng)用方面的人才，肯定遠遠無法滿足行業(yè)的需求。通過企業(yè)自己培養(yǎng)，或者從海外引進專家加盟的方式，是擴充團隊的重要方式?！彼缡侵赋觥?/p>
除此之外，為了實現(xiàn)企業(yè)在碳化硅領(lǐng)域發(fā)展的長期目標(biāo)和短期目標(biāo)相平衡，基本半導(dǎo)體與清華大學(xué)等高校及研究機構(gòu)合作，針對一些短期內(nèi)或許無法產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益，但對未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展具備意義的前沿領(lǐng)域進行聯(lián)合研發(fā)。
“兩年內(nèi)有望產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)方向，我們會由內(nèi)部推動研發(fā)；五年后才有產(chǎn)業(yè)化機會的技術(shù)方向，我們會積極采取與外部合作研發(fā)的方式?！蓖糁m(xù)稱。
在市場層面，短期內(nèi)也還面臨著一定的發(fā)展挑戰(zhàn)。有產(chǎn)業(yè)投資人向記者表示，當(dāng)前行業(yè)對第三代半導(dǎo)體的關(guān)注可能存在熱情過高的跡象。“我們看過了很多第三代半導(dǎo)體公司，但是不太敢下手?！痹撁耸空J為，目前國內(nèi)對于相關(guān)產(chǎn)業(yè)公司的估值偏高，不太符合常規(guī)估值方法，其團隊在此時會選擇更加審慎面對市場。
他同時指出，在目前還沒有龐大規(guī)模的市場需求背景下，有一些產(chǎn)業(yè)內(nèi)公司已經(jīng)開始了頻繁在各地建設(shè)產(chǎn)線的道路。“考慮到現(xiàn)在的銷售額無法承載這么大的成本折舊，我們擔(dān)心不排除在未來3-5年內(nèi)，部分今天投資的產(chǎn)線，會面臨資不抵債的難題?！?/p>
不過云岫資本高級經(jīng)理李俊超向21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者表示，總體來看，目前國內(nèi)對第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的投資還算不上過熱，因為從整體體量來看，還并沒有達到如美國、日本每年在相關(guān)產(chǎn)業(yè)投資的力度。
但他同時指出，目前不可忽視的問題是，產(chǎn)業(yè)間公司發(fā)展相對分散，沒有把核心人才和力量融合在一起。導(dǎo)致若干年后回頭看，可能會存在投資效益偏低的問題。
當(dāng)然，在此過程中，具備競爭實力的公司依然會成長起來，并且不斷完善技術(shù)更迭演進過程。
從市場格局來說，由于前述應(yīng)用成本偏高，導(dǎo)致尚且無法支持第三代半導(dǎo)體器件的大規(guī)模商用，目前下游器件廠商雖然數(shù)量較多，但體量尚且不大。反倒是處在行業(yè)上游的襯底材料產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)，由于積累的需求更集中，這類型公司會在先期更快發(fā)展起來?！爱?dāng)然，未來隨著商用的持續(xù)推進，下游市場的機會的確會逐步擴大?！崩羁〕硎?。
即便是如今已經(jīng)在全球市場占據(jù)較高份額的歐美國家公司，其最初起步也是從單個產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)的能力入手，隨著逐步走向成熟，才通過收并購的方式，納入更豐富的產(chǎn)業(yè)流程，并成為具備平臺型能力的綜合型半導(dǎo)體公司。
“考慮到目前第三代半導(dǎo)體市場的整體規(guī)模并不算大，目前來看，可能也未必有必須走向如硅基一般有明確設(shè)計和制造產(chǎn)業(yè)分工的階段。當(dāng)然，隨著市場空間越來越大，或許產(chǎn)業(yè)分工會是未來一種更好的選擇。”李俊超指出，從這個邏輯來看，當(dāng)下該領(lǐng)域的公司選擇IDM發(fā)展模式，的確不失為一種更完善的發(fā)展路線。
宏觀來看，這種產(chǎn)業(yè)角色的定位和演變，也是整個半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)未來會面臨的新發(fā)展命題。
國科瑞華董事總經(jīng)理王琰向21世紀(jì)經(jīng)濟報道記者指出，目前在歐美市場，已經(jīng)呈現(xiàn)行業(yè)前20家左右半導(dǎo)體公司，但占據(jù)了全市場接近90%的市值、接近80%的利潤，走向寡頭壟斷的市場。
反觀國內(nèi)，目前還沒有出現(xiàn)產(chǎn)業(yè)部署非常成熟和完善的廠商。但已經(jīng)有相關(guān)產(chǎn)業(yè)公司，在近些年的發(fā)展歷程中，通過橫向和縱向的并購整合，不斷完善在細分領(lǐng)域的市場布局。
“相信在未來3-5年內(nèi)，上市的半導(dǎo)體公司之間并購整合會成為一個主流趨勢。這也會是未來第三代半導(dǎo)體市場將面臨的共性問題?！彼m(xù)稱，屆時，國內(nèi)半導(dǎo)體市場也有望如前述歐美半導(dǎo)體市場的趨勢一般，巨頭公司占據(jù)較大市場利潤，產(chǎn)業(yè)集中度進一步提升。
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