來源：內容來自《新材料產業》2019年第3期，謝謝。

半導體產業是現代信息社會的基石，是支撐當前經濟社會發展和保障國家安全的戰略性、基礎性和先導性產業。第3代半導體作為半導體產業的重要組成部分，其發展壯大對國民經濟、國防安全、國際競爭、社會民生等領域均具有重要戰略意義，是當前世界各國科技競爭的焦點之一。

2018年，美國、歐盟等繼續加大第3代半導體領域的研發支持力度，國際廠商積極、務實推進，商業化的碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）電力電子器件新品不斷推出，性能日益提升，應用逐漸廣泛。國內受益于整個半導體行業宏觀政策利好、資本市場追捧、地方積極推進、企業廣泛進入等因素，第3代半導體產業穩步發展。

技術層面，SiC襯底和外延方面，國內仍然是4英寸為主，已開發出6英寸產品并實現小批量供貨；國內批量生產的GaN襯底仍以2英寸為主。國內600 ～3300V SiC肖特基二極管技術較為成熟，產業化程度繼續提升，目前也已研制出1200～1700V SiC金氧半場效晶體管（MOSFET）器件，但可靠性較低，目前處于小批量生產階段；國內全SiC功率模塊，主要指標為1200V /50～600A、650V /900A。GaN高電子遷移率晶體管（HEMT）方面，國內2018年推出了650V/10 ～30A的GaN晶體管產品；GaN微波射頻器件方面，國產GaN射頻放大器已成功應用于基站，Sub 6 GHz和毫米波GaN射頻功率放大器也已實現量產。

產業方面，在半導體對外投資受阻情況下，國內自主創新發展是必由之路。2018年，在政策和資金的雙重支持下，國內第3代半導體領域新增3條SiC產線。投資方面GaN熱度更高，據第3代半導體產業技術創新戰略聯盟( CASA )不完全統計，2018年國內第3代半導體相關領域共有8起大的投資擴產項目，其中4起與GaN材料相關，涉及金額220億元。此外，與國際企業并購熱潮對比，國內2018年僅有2起。

生產模式上，大陸在第3代半導體電力電子器件領域形成了從襯底到模組完整的產業鏈體系，器件制造方面以IDM模式為主，且正在形成“設計—制造—封測”的分工體系；大陸代工產線總體尚在建設中，尚未形成穩定批量生產。市場方面，根據CASA統計，2018年國內市場SiC和GaN電力電子器件的規模約為28億元，同比增長56%，預計未來5年復合增速為38%。Ga N微波射頻應用市場規模約為24.49億元，未來5年復合增速有望達60%。

區域方面，我國第3代半導體產業發展初步形成了京津冀、長三角、珠三角、閩三角、中西部5大重點發展區域，其中，長三角集聚效應凸顯，占從2015年下半年至2018年底投資總額的64%。此外，北京、深圳、廈門、泉州、蘇州等代表性城市正在加緊部署、多措并舉、有序推進。

總體而言，我國第3代半導體技術和產業都取得較好進展，但在材料指標、器件性能等方面與國外先進水平仍存在一定差距，市場繼續被國際巨頭占據，國產化需求迫切。

2016年至今，中華人民共和國科學技術部先后支持第3代半導體和半導體照明相關研發項目32項，其中，2018年啟動7項，包括“新能源汽車”、“戰略性先進電子材料”以及“智能電網技術與裝備”3個重點專項（見表1）。且上述專項都結合了具體應用需求，對第3代半導體材料、器件研發和應用給予全面支持。

表1 2018 年度國家重點研發計劃重點專項

截至目前，部分前期部署的項目已獲得階段研發成果。具體如下：制備出低缺陷6英寸N型SiC單晶襯底樣品，微管密度≤ 1個/ cm2，電阻率≤ 30mΩ·cm，已達到“開盒即用”要求；解決了大尺寸晶體單一晶型控制技術，獲得低應力4H—SiC晶型，電阻率≤ 30mΩ·cm，電阻率不均勻性小于10%。Si基GaN材料外延生長與器件研制取得重要突破，通過調控應力與抑制缺陷，在Si襯底上外延生長出無裂紋的GaN材料，晶體質量達到國際領先水平，并在國際上首次澄清了C雜質在GaN中替代N位，成功研制了國際首支Si襯底GaN基激光器，并實現了室溫連續電注入激射，采用p—GaN柵極結構研制出常關型GaN基HEMT器件，器件閾值電壓＋ 2.0V和溝道遷移率1 500cm2/（V·s），達到國際先進水平。實現國產射頻芯片批量商用，成功研制了10W的毫米波GaN功率MMIC，器件效率超過67%，寬帶器件效率超過61.5%，線性增益15d B；MTTF@225 ℃，超過100萬h，器件可靠性達到國際領先水平；已在5 000余臺商用基站中使用了4萬多只國產GaN器件。研制出GaN基高效黃光LED（電光轉換效率從2016年初的15%提升至目前的26.52%，565n m @20A / cm2），并基于這一成果，研發了五基色LED光源，色溫2 941K，顯指高達97.5，效率121.3lm/W，達到了實用化水平。

2018年以來，從中央到地方政府對集成電路、第3代半導體均給予了高度重視，紛紛出臺相關產業發展扶持政策。從政策的出臺部門和發布時間密度可以看出，國家正在大力發展半導體產業，且集成電路是各級政策的支持重點。

中央部委全方位支持集成電路產業發展

2018年，國務院及工業和信息化部（簡稱“工信部”）、國家發展和改革委員會（簡稱“國家發改委”）、財政部、國家稅務總局、中國證券監督管理委員會等國家部委先后從產業發展、科研管理、稅收政策、知識產權轉移、資產證券化、對臺合作等多方面出臺政策，全方位支持集成電路及相關產業發展（見表2）。

表2 2018 年國家部委關于集成電路產業的扶持政策匯總

地方政府積極出臺半導體產業扶持政策

據不完全統計，2018年，包括北京、上海、深圳等超過13個地方政府出臺了支持半導體，特別是集成電路產業發展的產業政策，以培育經濟增長新動能，搶占半導體產業新一輪發展先機（見表3）。

表3 2018 年各地半導體產業支持政策匯總

其中，2018年8月，深圳坪山區發布《深圳市坪山區人民政府關于促進集成電路第3代半導體產業發展若干措施（征求意見稿）》（簡稱《措施》），該《措施》從產業資金、發展空間、企業落地、人才隊伍、核心技術攻關、產業鏈構建等方面對第3代半導體產業進行全方位支持。

為深入實施《北京市加快科技創新發展新一代信息技術等十個高精尖產業的指導意見》，2018年11月，北京順義區出臺了《順義區促進高精尖產業發展實施意見（簡稱“《實施意見》”）》，該《實施意見》涵蓋5大方面18項支持政策，全力吸引高端人才入區，加速科技成果轉化，實現包括第3代半導體在內的高精尖產業快速健康發展。另據消息稱，中關村國家自主創新示范區管委會與北京市順義區政府正在聯合制定促進第3代等先進半導體產業發展的相關政策，上述文件若出臺，將對第3代半導體產業在北京順義實現快速集聚發展提供有力條件保障。

此外，2018年12月，江蘇省張家港市召開《張家港市化合物半導體產業發展規劃》發布會，該規劃結合國內外化合物半導體產業發展現狀和趨勢，明確了張家港未來5年化合物半導體產業發展戰略定位、發展目標、發展原則、空間承載和重點任務，并提出了張家港在半導體照明、化合物功率半導體、集成光電等方向的發展重點和差異化實施路徑，并從組織保障、資金支持、人才支撐、創新生態等方面提出了保障措施。

 SiC 襯底方面

國內仍然是4英寸為主，6英寸襯底已開始小批量供貨，6英寸襯底的微管密度控制在5個/ cm2以下。目前已經開發出低缺陷密度6英寸碳化硅（SiC）N型襯底，SiC襯底材料的微管密度（MPD）低于1個/ cm2。SiC外延片方面，實際用于器件生產的4英寸外延片最大厚度約50μ m，國內已開始小批量生產6英寸SiC外延片。

 GaN 襯底方面

國內批量生產的襯底以2英寸為主，位錯密度已經降到105/ cm2，實驗室里可以降到104/ cm2。已開發出自支撐4英寸襯底，缺陷密度降到106/cm2。

GaN 異質外延方面

國內多家企業研制出8英寸Si基GaN外延片，耐壓在650V /700V左右，SiC和藍寶石襯底的GaN外延片的尺寸可達6英寸。

Ga2O3 襯底方面

國內仍處于研究階段。山東大學晶體材料國家重點實驗室首次獲得了機械剝離技術，一步法獲得高質量單晶襯底，但對于大尺寸襯底的CMP加工技術仍處于研究階段。

Ga2O3 外延方面

目前受限于β—Ga2O3單晶襯底的尺寸，同質外延片的尺寸在2英寸以內，主要采用MBE的方式進行，但MOCVD已開始被用于MOSFET器件結構的同質外延；異質外延主要采用藍寶石襯底，有利于實現Ga2O3薄膜的大尺寸、低成本制備。

SiC 器件方面

國內600 ～3 300V SiC肖特基二極管技術較為成熟，產業化程度繼續提升。目前已研制出了1 200 ～1 700V SicmOSFET器件，因可靠性問題尚未完全解決，目前處于小批量生產階段。

SiC 模塊方面

國內2018年推出1200V/50 ～600A、650V/900A全SiC功率模塊。

GaN 電力電子器件方面

國內推出了650V /10 ～30A的GaN晶體管產品。國內某知名化合物半導體代工企業在2018年四季度完成650V GaN電力電子器件生產工藝。

GaN 微波射頻器件方面

國產GaN射頻放大器已成功應用于基站，Sub6 GHz和毫米波GaN射頻功率放大器也已實現量產，工藝節點涵蓋0.5 ～0.15μm，并在研發0.09μm工藝。

GaN 光電器件方面

2018年，我國半導體照明產業技術實現穩步提升，部分技術國際領先。功率型白光LED產業化光效達到180 lm / W，與國際先進水平基本持平；LED室內燈具光效超過100 lm / W，室外燈具光效超過130 lm /W。功率型Si基LED芯片產業化光效達到170 lm/W；白光OLED（面積<10mm ×10mm）產業化光效達到150 lm / W，白光OLED（面積>80m m ×80m m）產業化光效達到100 lm/W。

2018年，在國內市場環境偏緊和國際形勢緊張的大背景下，我國第3代半導體產業繼續向前推進。據初步統計，2018年我國第3代半導體整體產值約為7 423億元（包括半導體照明），較2017年同比增長近13%。其中電力電子產值規模近12.3億元，較上年增長23%以上；微波射頻產值規模36.7億元，較上年增長了20% ；光電（主要為半導體照明）產業規模為7 374億元，較上年增長近13%（見圖1）。

美國以國家安全為由，聯合歐美、日本等發達國家，實施對中國等發展中國家的高端技術封鎖，我國半導體領域的海外并購之路艱難。此外，“中興事件”更揭露了我國在半導體等核心技術方面的缺失，為擺脫受制于人的卡脖子局面，真正實現信息安全領域的自主可控，國內半導體自主創新發展需求迫切。在政策和資金的大力支持下，2018年，國內第3代半導體產業化進程不斷深入，企業積極擴產，多條產線（中試線）獲得啟用。

產線陸續開通，產能不斷提升

據CASA不完全統計，2018年國內第3代半導體領域新增3條6英寸SiC產線。2018年國內SiC產線建設順利，新增3條6英寸（兼容4英寸）SiC產線（中試線），分別是株洲中車時代、三安集成和國家電網全球能源互聯網研究院（中試線）的6寸線，均已完成調試開始流片。除上述3條線外，國內泰科天潤和中電科55所已有SiC產線，至此國內目前至少已有5條SiC產線（包括中試線）。

氮化像投資升溫，碳化硅熱度持平

2018年國內第3代半導體投資擴產熱度不減，但重點投資方向略有變化（見表4）。據CASA不完全統計，目前國內第3代半導體相關領域共有8起大的投資擴產項目，已披露的總投資額至少達到639億元。

表4 2018 年國內第3 代半導體領域投資擴產詳情

從擴產的方向上看，有4起與氮化稼（GaN）材料相關，包括外延及芯片、電力電子及射頻器件等，投資擴產項目總額為220億元（與2017年的19億元相比，增加了近11倍），投資企業包括華燦光電、英諾賽科、聚能晶源以及聚力成半導體；碳化硅（SiC）材料相關的襯底、外延及芯片、封裝測試、電力電子器件等項目的投資擴產總共4起，已披露的總額約為60億元（與2017年的65億元基本持平），投資企業包括中科院微電子研究所、臺灣強茂集團、北京天科合達半導體股份有限公司以及山東天岳先進材料科技有限公司。其他以先進半導體集成電路為名義的投資1起，投資金額近359億元，其中涉及建設一條SiC電力電子器件生產線。

并購案例雖少，交易金額可觀

國外企業并購熱潮形成鮮明對比的是，國內企業并購交易量僅有2例，但并購金額可觀。其中聞泰科技擬收購安世半導體有限公司（以下簡稱“安世半導體”）成為國內半導體歷史上最大并購案。而根據聞泰科技最新公告顯示，公司共需支付交易對價201.49億元。根據前期披露的現金購買方案，第一步為114.35億元現金收購，2018年5月已經支付其第一批款57.175億元。目前并購仍在進行中，若此次收購完成后，聞泰科技與安世半導體將形成優勢互補，進一步打開下游消費電子與汽車市場。安世半導體主要生產Si分立器件、邏輯芯片和Powe rMos芯片等產品，此外也開始布局第3代半導體電力電子器件產品。2018年4月19日，科銳（Cree）宣布與安世半導體簽署非排他性、全球性的付費專利許可協議。通過這一協議，安世半導體將有權使用Cree的GaN電力電子器件專利組合，包括了超過300項已授權美國和國外專利，涵蓋了HEMT（高電子遷移率場效晶體管）和G aN氮化鎵肖特基二極管的諸多創新。

2018年10月30日，上海積塔半導體有限公司（簡稱“積塔半導體”）與先進半導體訂立合并協議，積塔半導體吸收合并先進半導體。先進半導體是國內大型集成電路芯片制造商，主營業務為制造及銷售5、6及8寸半導體晶圓。先進半導體還是國內最早從事汽車電子芯片、IGBT芯片制造的企業。

積塔半導體成立于2017年，是華大半導體旗下全資子公司，主要從事半導體技術領域內的技術開發、技術咨詢、技術服務、技術轉讓，電子元器件、電子產品、計算機軟件及輔助設備的銷售，計算機系統集成，貨物及技術的進出口業務。這次成功合并，可使積塔半導體和先進半導體在人力資源、質量監控、工藝技術等方面充分整合，為先進半導體提供資金支援和其他行業資源，還將減少土地與廠址選擇的限制和降低潛在關聯交易的風險。

整體而言，我國大陸地區在第3代半導體電力電子和射頻領域形成了從襯底到模組完整的產業鏈體系。器件生產方面以IDM模式為主，且正在形成“設計-制造-封測”的分工體系。類似于國際企業，國內在第3代半導體電力電子和射頻領域以IDM模式為主，但不同的是，國內的代表企業多是初創企業，而國際企業以傳統的Si、GaAs器件企業為主。在分工體系方面，由于國內第3代半導體在電力電子和射頻產業尚處于產業化初期，產業規模相對較小，無法單獨支撐企業的生產經營活動，因而參與分工的企業通常以傳統的Si、GaAs或LED芯片業務為主。

芯片設計方面，參與企業在增多，但數量仍然較少；代工環節，大陸產線尚在建設中，無法保障穩定批量生產，目前主要依賴臺灣企業進行代工。封測方面，傳統的封裝材料無法充分發揮第3代半導體的性能，尤其是耐高溫的優勢，參與企業均在積極開發適合于第3代半導體材料的封裝材料和結構

在5G、新能源汽車、能源互聯網、軌道交通、國防軍備等下游應用領域快速發展帶動下，第3代半導體產業將成為未來半導體產業發展的重要引擎。2018年是第3代半導體產業發展重要窗口期，創新發展時機日趨成熟，眾多企業積極布局，產業鏈條已經形成。當前，我國第3代半導體產業發展初步形成了京津冀、長三角、珠三角、閩三角、中西部等5大重點發展區域（見表5）。

表5 2018 年國內第3 代半導體集聚區建設進展

從2015年下半年至2018年底，已披露的第3代半導體項目投資總額來看，5大地區的投資額占比分別為長三角區域（63%）、中西部區域（14%）、京津冀區域（6%）、閩三角區域（5%）、珠三角區域（2%）。

長三角地區第3代半導體產業集聚能力凸顯，投資總額607億元，其中，2018年投資總額超過550億元（其中積塔半導體的359億元投資以Si電力電子器件產線為主）。北京、深圳、廈門、泉州、蘇州等代表性城市在2018年深入部署、多措并舉，有序推動第3代半導體產業發展（見圖2）。

圖2 2015 年下半年—2018 年各區域項目投資分布情況