?。ㄒ唬┌雽w產業(yè)總體情況。半導體是指在常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料，在集成電路、消費電子、通信系統(tǒng)、大功率電源轉換等領域具有廣泛應用。2021年，全球半導體市場規(guī)模達5560億美元，同比增長26.2%。從應用領域來看，半導體在集成電路領域市場規(guī)模達4630億美元，約占全球半導體市場規(guī)模的83.3%；其次分別為光電器件、分立器件、傳感器領域，市場規(guī)模分別為434.2億美元、303.4億美元、191.5億美元，占比分別為7.8%、5.5%、3.4%。從主要消費區(qū)域來看，亞太地區(qū)約占全球的70%，其中，中國約占全球的35%，是全球最大的半導體單個市場；其次分別為美國、歐洲市場，分別占全球的19%、10%。需要關注的是，中國市場仍在高速增長，2021年銷售額突破1900億美元，同比增長27.1%。從發(fā)展歷程來看，半導體核心材料按照歷史進程可以分為以硅、鍺為代表的第一代半導體材料，重點應用在集成電路、電子信息等領域，目前約占總體規(guī)模的85%；以砷化鎵、磷化銦為代表的第二代半導體材料，重點應用在4G時代的大部分通信設備以及光電領域，目前約占總體規(guī)模的5%；以氮化鎵、碳化硅、氧化鋅、金剛石等為代表的第三代半導體材料，主要應用在新能源汽車、5G通信、光伏逆變器等領域，近年來呈現(xiàn)高速增長態(tài)勢，目前約占總體規(guī)模的10%。

　　（二）第三代半導體材料的優(yōu)勢。與前兩代半導體材料相比，第三代半導體材料的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在4個方面：一是應用場景廣闊，性能更強。第三代半導體采用寬禁帶材料，關斷時候的漏電電流更小，導通時候的導通阻抗更小，且寄生電容遠小于硅工藝材料。在高溫、大功率場景中，第三代半導體材料芯片的運行可靠性更強，待機時間更長。二是能量轉換效率高，功率損耗小。以新能源汽車為例，相比用傳統(tǒng)硅芯片（如IGBT）驅動的電動汽車，用第三代半導體材料芯片（如特斯拉Model 3使用的碳化硅芯片）驅動的新能源汽車的能量耗損低5倍左右，電機控制器的體積減少30%，續(xù)航里程能夠增加5%至10%。三是可以承受更大的功率和更高的電壓。第三代半導體材料能夠大幅提高產品的功率密度，適應更高功率、更高電壓、更大電流的未來電動車的需要。四是應用范圍更加廣闊。第三代半導體產業(yè)具有學科交叉性強、應用領域廣、產業(yè)關聯(lián)性大等特點，在半導體照明、新一代移動通信、智能電網(wǎng)、高速軌道交通、消費類電子等領域擁有廣闊的應用前景，是支撐信息、能源、交通、國防等產業(yè)發(fā)展的重點新材料?？偟膩砜?，采用第三代半導體材料制備的半導體器件不僅能在更高的溫度下穩(wěn)定運行，還能以較少的電能消耗獲得更高的運行能力，能夠滿足現(xiàn)行5G及新能源汽車等最新應用的需求，正在成為全球半導體產業(yè)競爭的新的戰(zhàn)略高地。

 

　　（三）第三代半導體產業(yè)情況。從產業(yè)鏈條來看。第三代半導體產業(yè)鏈主要包括襯底材料的制備、外延層的生長、器件制造以及下游應用市場。其中，襯底是所有半導體芯片的底層材料，主要用于物理支撐、導熱、導電；外延是在襯底材料上生長出來的新半導體晶層，其中碳化硅基氮化鎵，被視為第三代半導體未來主流；器件是通過光刻、薄膜沉積、刻蝕等復雜工藝流程在外延片上制作出設計好的結構；下游應用市場主要是以新能源汽車、5G通訊、光伏發(fā)電、消費類電子產品等。從國際競爭態(tài)勢來看。目前國外企業(yè)在第三代半導體材料端仍然占據(jù)顯著優(yōu)勢。在碳化硅市場中，美國科銳（CREE）碳化硅襯底市場占有率達到45%，其次為日本的羅姆，國內龍頭山東天岳、天科合達合計市場占有率不到10%。在氮化鎵市場中，日本住友集團為全球第一大氮化鎵襯底廠商，市場占有率為40%，美國科銳（CREE）和威訊聯(lián)合半導體（Qorvo）緊隨其后，市場占有率分別為24%和20%，中國企業(yè)在襯底領域仍處于起步階段。從應用場景來看，目前碳化硅、氮化鎵器件的前三大應用領域分別為消費類電源、商業(yè)電源和新能源汽車，占比分別為28%、26%和11%。未來相當長一段時間內，隨著制備技術進步帶來的碳化硅與氮化鎵器件成本持續(xù)下降，以及800V汽車電驅系統(tǒng)、高壓快充樁、消費電子適配器、數(shù)據(jù)中心及通訊基站電源等細分領域市場需求持續(xù)增加，預計第三代半導體產業(yè)將會保持高速增長。

 

　　（四）國內第三代半導體產業(yè)情況。目前我國第三代半導體產業(yè)已經開始從“導入期”向“成長期”過渡，初步形成了從材料、器件到應用的全產業(yè)鏈，但在材料、晶圓、封裝及應用等環(huán)節(jié)的核心關鍵技術和可靠性、一致性工程化應用領域與國際頂尖水平還存在較大差距，部分高端產品還是空白，高度依賴國際進口。然而，第三代半導體屬于后摩爾定律概念，對制程和設備要求相對不高，能夠避免前兩代半導體發(fā)展過程中出現(xiàn)的發(fā)達國家通過限制光刻機、干法刻蝕機出口而產生的“卡脖子”局面。國內產業(yè)界和專家普遍認為在第三代半導體領域是我國擺脫集成電路被動局面，實現(xiàn)芯片技術趕超和超車的良機。從區(qū)域上來看，目前，國內多個省市出臺政策支持第三代半導體產業(yè)發(fā)展，在京津冀、長三角、珠三角、成渝等區(qū)域已經形成了較為成熟的產業(yè)集群。中國半導體行業(yè)協(xié)會評選的2022年全國第三代半導體最具競爭力10大產業(yè)園區(qū)，長三角地區(qū)3家，分別為蘇州工業(yè)園、上海臨港新片區(qū)、無錫國家集成電路設計中心；泛珠三角地區(qū)2家，分別為深圳寶安區(qū)第三代半導體IDM產業(yè)園、廈門高新區(qū)；成渝地區(qū)2家，分別為重慶西永微電子產業(yè)園、成都高新區(qū)；京津冀地區(qū)2家，分別為北京順義區(qū)、河北鹿泉經濟開發(fā)區(qū)；中西部地區(qū)1家，即西安高新區(qū)。從龍頭企業(yè)來看。目前，國內第三代半導體主要制造商共147家，主要分布在江蘇、廣東、北京。碳化硅產業(yè)鏈相關公司共104家，其中上市公司15家，全產業(yè)鏈企業(yè)（生產設備、襯底、外延、器件）有三安集成、中電科55所、中電科13所等。氮化鎵產業(yè)鏈相關公司有43家，其中上市公司3家，全產業(yè)鏈公司僅有英諾賽科1家。從重大項目投資來看。近年來，國內龍頭企業(yè)發(fā)展態(tài)勢迅猛，在下游器件環(huán)節(jié)多個細分領域取得關鍵技術突破，已經具備了與國際龍頭企業(yè)競爭的技術實力。比如，英諾賽科建成中國首條8英寸硅基氮化鎵外延與芯片大規(guī)模量產生產線，截至目前已經實現(xiàn)超過1億顆氮化鎵芯片的出貨量，有望在今年實現(xiàn)全球出貨量第一；山東天岳在半導體絕緣型碳化硅襯底市場出貨量國內第一、全球第三。

 

 

 

　　基于第三代半導體產業(yè)特點，結合調研情況，對第三代半導體產業(yè)未來發(fā)展趨勢形成了4點判斷：

 

　　（一）第三代半導體產業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的應用牽引的特點，國內市場將會在相當長一段時間內保持較高增速。主要原因有三個方面：一是第三代半導體產品在消費類電子產品、新能源汽車、5G移動通信、高效智能電網(wǎng)等領域展示出廣闊的、不可替代的應用前景，預計將形成近十萬億規(guī)模的應用市場。二是上游襯底產能持續(xù)釋放且量產技術趨于穩(wěn)定，器件的產線規(guī)格尺寸更大，推動成本大幅下降。三是目前半絕緣襯底、大尺寸碳化硅襯底、氮化鎵同質襯底、4G通信基站用氮化鎵射頻器件、大功率碳化硅 MOSFET器件等市場主要由國外廠商占據(jù)，隨著國產企業(yè)技術突圍，進口替代空間廣闊。

 

　　（二）第三代半導體是我國在半導體領域實現(xiàn)彎道超車的關鍵賽道，將會獲得國家大力支持。與前兩代半導體產業(yè)相比，第三代半導體對下游制造環(huán)節(jié)對設備的要求相對較低，投資額相對較小，能夠在一定程度上擺脫對高精度光刻機為代表的先進加工設備的依賴，是我國在半導體領域實現(xiàn)突圍的關鍵賽道?！吨袊圃?025》中提出，到2025年，第三代半導體在5G通信、高效能源管理中的國產化率要達到50%，在新能源汽車、消費電子中要實現(xiàn)規(guī)模應用，在通用照明市場滲透率要達到80%以上。此外，“十四五”期間是我國產業(yè)升級與“雙碳”政策推進的關鍵階段，第三代半導體材料是支撐制造業(yè)轉型升級的重要保證，國家先后出臺了《新時期促進集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)高質量發(fā)展的若干政策》、《關于促進集成電路產業(yè)和軟件產業(yè)高質量發(fā)展企業(yè)所得稅政策的公告》，對于集成電路企業(yè)給予大力政策扶持。

 

　?。ㄈ┑谌雽w產業(yè)競爭關鍵領域集中在上游材料端，龍頭企業(yè)呈現(xiàn)加速擴張態(tài)勢。第三代半導體在制程前端（材料取得、襯底、外延）環(huán)節(jié)難度較高，以碳化硅為例，襯底和外延約占總價值的60%。近年來國內主流半導體企業(yè)已經取得一系列技術突破，正處在調整產業(yè)布局，擴大產能的關鍵階段。比如，三安光電在湖南布局了總投資160億元的碳化硅全產業(yè)鏈生產基地；山東天岳在上海臨港投資25億元建設導電型襯底產業(yè)化項目，以適應未來巨大的電動汽車、儲能市場需求布局；英諾賽科蘇州基地于2021年6月份實現(xiàn)量產，今年以來先后在美國硅谷、比利時魯汶及韓國光明設立了銷售和設計中心，訂單需求量持續(xù)增加，擁有進一步擴大產能的需求和意愿；露笑科技在合肥投資100億元建設第三代功率半導體產業(yè)園，主要建設碳化硅晶體生長、襯底制作、外延生長的研發(fā)生產。

 

　?。ㄋ模┑谌雽w呈現(xiàn)出器件材料一體化發(fā)展趨勢，未來頭部企業(yè)將以IDM（垂直整合制造）模式為主。IDM模式是半導體行業(yè)的一種解決方案，指由同一家公司從設計、制造、封裝測試到銷售自有品牌IC都一手包辦的半導體垂直整合型經營模式。第三代半導體產業(yè)與硅基半導體產業(yè)相比具有生產設備相對便宜，芯片設計受益于成熟的半導體工藝，風口資本投資充足等特點，非常適宜采用IDM模式發(fā)展。以碳化硅為例，使IDM廠商能夠有效把控碳化硅產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)，快速依循路徑定位器件端問題源頭，進而能夠加快交貨和品質改善周期，同時能夠有效控制整體成本和提供更好的產品一致性。目前國內龍頭企業(yè)如三安光電、泰克天潤、基本半導體、英諾賽科等企業(yè)都在向IDM模式發(fā)展。

 

　　洛陽市在半導體行業(yè)上游的高純材料、高純氣體方面擁有一定產業(yè)基礎，在電子多晶硅、硅晶片、電子特氣等細分領域擁有一定的產業(yè)優(yōu)勢，依托中硅高科、洛單集團、昊華氣體等行業(yè)龍頭企業(yè)建設有國內唯一的硅基材料制備技術國家工程研究中心、河南省超高純硅材料工程研究中心、含氟電子氣體制備河南省工程實驗室等一批研發(fā)平臺，具備向第三代半導體產業(yè)—尤其是芯片前端領域轉型發(fā)展的基礎條件?？偟膩砜?，洛陽市發(fā)展第三代半導體產業(yè)具備一定優(yōu)勢，但也面臨諸多挑戰(zhàn)。

 

　?。ㄒ唬┌l(fā)展優(yōu)勢。洛陽市半導體產業(yè)鏈條偏上游材料端，在細分領域有著雄厚的研發(fā)實力。綜合分析，發(fā)展第三代半導體產業(yè)主要具備三個方面的優(yōu)勢：一是龍頭企業(yè)具備一定核心技術儲備。中硅高科的電子級多晶硅已在中電科、河北同光、山東天岳、天科合達等國內第三代半導體龍頭企業(yè)批量應用；麥斯克的硅基襯底少量已經被客戶用于加工氮化鎵外延片；昊華氣體的電子特氣產品可應用于碳化硅、氮化鎵的襯底和外延工序；鴻泰半導體與金諾機械在碳化硅晶體沉積與拋光片機械加工方面有一定基礎研究。二是洛陽市及周邊區(qū)域內金剛石等超硬材料發(fā)展基礎好，具備在第三代半導體材料領域應用的廣闊前景。工業(yè)金剛石（CVD）能夠被應用于制作功率半導體器件材料。河南是全球最大的金剛石生產基地，人造金剛石產量約占全球的70%，具備發(fā)展金剛石半導體材料的先發(fā)優(yōu)勢。國機精工研發(fā)的第三代半導體功率器件用超高導熱金剛石材料已經通過了客戶應用測試，產業(yè)化進程正在加速。三是近年招引落地的一些龍頭項目具備第三代半導體產品的應用需求。一方面，洛陽市招引的寧德時代、銀隆新能源等項目具備潛在的市場需求，可以通過組織產銷對接的形式以商招商，吸引第三代半導體企業(yè)落地。另一方面，周邊區(qū)域內鄭州、西安等地近年來發(fā)力新能源汽車、集成電路等產業(yè)集群培育，拉動了區(qū)域內第三代半導體產品市場需求。

 

　　（二）主要挑戰(zhàn)。第三代半導體產業(yè)屬于資金、技術密集型產業(yè)。與沿海發(fā)達地區(qū)相比，洛陽市除了缺少人才、資金之外，還面臨一些現(xiàn)實問題，主要有三類：一是國家并未將我省納入半導體產業(yè)發(fā)展的重點區(qū)域。為防止地方政府盲目投資半導體產業(yè)，降低集成電路重大項目投資風險，避免低水平重復建設，近年來，國家加強了半導體產業(yè)布局全國統(tǒng)籌，重點選擇京津冀、長三角、珠三角、成渝等區(qū)域優(yōu)先布局。由于洛陽市未被納入重點發(fā)展區(qū)域，預計將成為未來制約洛陽市半導體產業(yè)發(fā)展的重要瓶頸。二是沿海發(fā)達地區(qū)靠近應用市場，已經形成了成熟的產業(yè)集聚和完整的產業(yè)鏈條。以長三角為例，其集成電路產業(yè)規(guī)模占據(jù)了全國的一半，各個門類和環(huán)節(jié)較為齊全，涵蓋集成電路設計、制造、封裝測試及設備材料等全產業(yè)鏈，并陸續(xù)創(chuàng)立了長三角第三代半導體產業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟、長三角集成電路融合創(chuàng)新發(fā)展產業(yè)聯(lián)盟，區(qū)域內已經形成了協(xié)同創(chuàng)新、利益捆綁的發(fā)展模式。相比之下，洛陽市對第三代半導體企業(yè)的吸引力不高，必須選準切入點，放大優(yōu)勢，走差異化發(fā)展道路。三是市場主體活力不足。龍頭企業(yè)以國有企業(yè)為主，中硅高科隸屬于中國五礦集團；洛單集團經過多次改制，目前歸省國資委管理；昊華氣體屬于轉制科研院所，隸屬于中國中化。與民營企業(yè)相比，國有央、省企市場敏感性、主動性相對較弱，對政府扶持、產業(yè)政策依賴性較強。金諾機械、晶聯(lián)光電、鴻泰半導體等民營企業(yè)規(guī)模較小，抵御市場波動的能力較差，市場影響力低，對未來發(fā)展第三代半導體產業(yè)的支撐不足。

 

　　四、工作建議

 

　　洛陽市半導體產業(yè)基礎相對薄弱，在國家層面影響力較小，如果希望在第三代半導體領域有所突破，必須發(fā)揮在上游材料端的優(yōu)勢，強化與周邊地市的產業(yè)協(xié)同，形成優(yōu)勢互補、具有競爭力的產業(yè)集群。建議抓好以下幾個方面的工作：

 

　?。ㄒ唬娀c鄭州、西安的產業(yè)協(xié)同，提升區(qū)域影響力。第三代半導體產業(yè)集群極度依賴下游終端客戶，新能源汽車生產企業(yè)是最重要的客戶之一。西安和鄭州都是全國重要的新能源汽車生產基地，近年來謀劃布局了一批新能源汽車生產項目，正處在產能加速釋放的關鍵階段。今年上半年，僅西安比亞迪新能源汽車產量就達到了34.4萬輛，同比暴增543.1%，實現(xiàn)了對合肥的全面超越（安徽省今年上半年新能源汽車產量為21.4萬輛）。鄭州市擁有宇通、上汽、日產等6家整車制造企業(yè)，去年以來又簽約落地了比亞迪新能源產業(yè)園項目，正在加速打造全國領先的新能源汽車產業(yè)基地。預計到2025年，僅西安和鄭州兩市新能源汽車產量將突破250萬輛（西安150萬輛，鄭州100萬輛），約占全國總量的四分之一，將形成對新能源汽車用第三代半導體功率器件的龐大需求，帶動一大批配套企業(yè)落戶到周邊區(qū)域，洛陽市要提前謀劃，積極承接。此外，西安市集成電路產業(yè)集群規(guī)模居全國前列，擁有三星、美光、威世半導體等龍頭企業(yè)，但優(yōu)勢主要集中在設計、服務、封測和應用。洛陽要發(fā)展第三代半導體產業(yè)，要在鎖定西安、鄭州龐大的新能源汽車應用市場的基礎上，發(fā)揮在上游材料端的優(yōu)勢，與鄭州、西安兩市形成緊密的產業(yè)鏈合作關系，打造國內具有重要影響力的第三代半導體產業(yè)集群。

 

　?。ǘ┻x準關鍵環(huán)節(jié)大力開展招商引資。結合洛陽市產業(yè)基礎，建議以第三代半導體材料端襯底、外延片等為重點領域開展招商。在目標企業(yè)上，緊盯兩類企業(yè)：一是具備增資擴產意愿的全產業(yè)鏈龍頭企業(yè)，比如華潤微、楊杰科技、士蘭微、華微電子等，研究推動其與中硅高科、麥斯克、寧德時代、銀隆新能源等企業(yè)建立合作關系，加大項目落地的可能性。二是緊盯目前在第三代半導體產業(yè)具有技術儲備，但尚未實質性建廠落地的科研院所和“隱形冠軍”企業(yè)，發(fā)揮駐點招商作用，精準開展對接。在政策扶持上，第三代半導體產業(yè)對高端人才和技能人才的需求比較迫切，建議市商務局會同市工信局、市財政局、國宏集團組建工作專班，赴沿海發(fā)達地區(qū)開展專題調研，緊扣相關領域高管、人才的訴求，有針對性地制定高含金量的扶持政策。在承接區(qū)域上，要強化市級層面的統(tǒng)籌。比如，第三代半導體上游的關鍵——“長晶”環(huán)節(jié)能耗較高且對電力供應穩(wěn)定性具有較高要求，對此類項目可考慮優(yōu)先布局在伊川或新安等電力保障穩(wěn)定區(qū)域。又如，一些第三代半導體產品涉及到出口貿易或者保稅加工，可以發(fā)揮洛陽市自貿區(qū)、綜保區(qū)優(yōu)勢，在高新區(qū)范圍內有針對性地進行承接；一些涉及電子特氣等項目涉及化工，可以考慮在孟津區(qū)進行承接。

 

　　（三）爭取省級層面整合資源支持洛陽市發(fā)展第三代半導體產業(yè)。山東、江蘇、浙江、廣東等省份均將第三代半導體產業(yè)列入“十四五”重點發(fā)展方向，舉全省之力予以支持。建議市政府積極向省發(fā)改委、省工信廳溝通對接，重點爭取三個方面的支持：一是爭取在省級層面將洛陽作為全省發(fā)展半導體產業(yè)的核心區(qū)域，將一些重大招商引資項目向洛陽布局，鼓勵省內的新能源汽車、5G通信等領域采購省內第三代半導體產品。二是爭取將洛陽市洛單集團、中硅高科、昊華氣體等企業(yè)納入省制造業(yè)“頭雁企業(yè)”行動計劃、“三大改造”專項資金支持范圍，支持企業(yè)做大做強。三是目前國內多個省市針對集成電路產業(yè)設立了規(guī)模龐大的產業(yè)投資基金，上海、福建、重慶等地基金規(guī)模達到500億，北京、安徽、陜西、湖北等基金規(guī)模在300億。建議積極爭取省級各類產業(yè)基金、政策性金融工具支持，由政府及社會資金，設立項目專項基金，形成推動產業(yè)發(fā)展的合力。

 

　?。ㄋ模┳ズ每萍紕?chuàng)新平臺的建設。第三代半導體產業(yè)屬于典型的技術密集型產業(yè)，能否提供協(xié)同創(chuàng)新的平臺已經成為許多企業(yè)落地的關鍵考慮因素。比如，深圳、蘇州均布局建設了第三代半導體產業(yè)研究院，寧波引進了復旦大學寬禁帶半導體材料與器件研究所，這些創(chuàng)新平臺已經成為區(qū)域內創(chuàng)新策源地。洛陽市中硅高科擁有硅基材料制備技術國家工程研究中心和市先進硅基材料產業(yè)研究院，昊華氣體建設有電子化工材料產業(yè)研究院，鴻泰半導體建有河南省功率半導體材料工程技術研究中心。建議市科技局、工信局等部門加大對相關創(chuàng)新平臺的指導和支持力度，將其打造成為推動基礎研究、應用研究和科技成果轉化的綜合平臺，為推動產業(yè)集聚提供有力支撐。

 

　?。ㄎ澹┙ㄗh推動洛陽市產業(yè)鏈上下游企業(yè)形成更加緊密的合作關系。一是推動產銷對接合作。建議全面梳理中國空空導彈研究院、中船725所、中航鋰電、銀隆新能源等企業(yè)的市場需求，出臺專項扶持政策支持企業(yè)采購本地企業(yè)產品，吸引第三代半導體生產企業(yè)落戶。二是鼓勵企業(yè)和科研院所、高校組建產業(yè)聯(lián)盟，與國家層面“第三代半導體產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”、“集成電路材料產業(yè)技術創(chuàng)新聯(lián)盟”、“中國電子化工新材料產業(yè)聯(lián)盟”等聯(lián)盟建立深度合作關系，積極組織承辦具有影響力的活動，提升洛陽市在行業(yè)內知名度，同時做好招商推介。

 

　?。┭芯客苿勇尻枂尉Ч杓瘓F有限責任公司轉型發(fā)展。洛單集團前身為洛陽單晶硅廠，始建于1966年，先后隸屬第七機械工業(yè)部、冶金部、中國有色金屬工業(yè)總公司、中國四佳半導體材料公司，2000年8月劃歸河南省，成為省國資委管理的省管大型國有企業(yè)，主導產品為4—8英寸集成電路級硅單晶及硅拋光片。洛單集團是洛陽市半導體產業(yè)龍頭企業(yè)，抓好洛單集團轉型發(fā)展意義重大。建議全力推動洛單集團子公司麥斯克電子重啟上市。同時，在項目手續(xù)辦理上為公司開辟綠色通道，加快上市步伐。（執(zhí)筆：孔昭）

 

　　來源 | 洛陽政研與改革