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碳化硅/氮化镓:“国家队”已入场!

来源:集邦化合物半导体    原作者:Zac    

以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体材料被认为是当今电子电力产业发展的重要推动力,已在新能源汽车、光储充、智能电网、5G通信、微波射频、消费电子等领域展现出较高应用价值,并具有较大的远景发展空间。

以碳化硅为例,根据TrendForce集邦咨询最新《2024全球SiC Power Device市场分析报告》,预估2028年全球碳化硅功率器件市场规模有望达到91.7亿美元(约663.53亿人民币)。

各国政府对第三代半导体产业的高速发展给予了高度重视,从战略高度出台了一系列利好政策,为第三代半导体产业稳健发展保驾护航。

01
碳化硅、氮化镓相关政策密集出台

国内方面,早在2021年,国家就出台了一系列相关政策,全面加大了对第三代半导体产业的支持和投入力度。

例如,科技部在2021年12月发布了《国家重点研发计划“新型显示与战略性电子材料”重点专项2021年度公开指南拟立项项目公示清单》。

其中包括了“面向大数据中心应用的8英寸硅衬底上氮化镓基外延材料、功率电子器件及电源模块关键技术研究”、“大尺寸SiC单晶衬底制备产业化技术”、“基于氮化物半导体的纳米像元发光器件研究”、“中高压SiC超级结电荷平衡理论研究及器件研制”、“晶圆级Si(100)基GaN单片异质集成关键技术研究”、“GaN单晶新生长技术研究”等众多第三代半导体项目。

工信部则在2021年12月公布了《重点新材料首批次应用示范指导目录(2021年版)》,目录按照《新材料产业发展指南》对新材料的划分方法,分为先进基础材料、关键战略材料和前沿新材料三大类,每个大类里面又细分小类。

其中,关键战略材料中的先进半导体材料和新型显示材料包括了氮化镓单晶衬底、氮化镓外延片、碳化硅同质外延片、碳化硅单晶衬底等第三代半导体材料。


source:拍信网

而在近期,河北、陕西等省发布了第三代半导体相关支持政策,表明各地进一步加大对第三代半导体产业的扶持力度。

其中,河北印发的《关于支持第三代半导体等5个细分行业发展的若干措施》,包括在第三代半导体关键芯片与器件、衬底和外延、光刻胶等领域组织实施一批技术改造项目,积极争取将在建和拟建第三代半导体重点项目纳入国家“十四五”重大项目储备库。

陕西则印发《陕西省培育千亿级第三代半导体产业创新集群行动计划》,将重点开展第三代半导体材料工艺技术与核心产品攻关,打通晶体材料高效生长、器件设计制造等产业发展关键节点,打造千亿级第三代半导体产业创新集群。

国际方面,美国政府高度重视半导体产业的发展,特别是第三代半导体领域。美国通过《芯片与科学法案》(Chips for America Act)等立法,提供资金支持和税收优惠,以促进本土半导体产业的发展。此外,美国还通过国防高级研究计划局(DARPA)等机构,支持第三代半导体材料的研究和应用。

欧盟通过“地平线2020”计划(Horizon 2020)等项目,支持半导体材料的研究和创新。欧盟还通过“欧洲共同利益重要项目”(IPCEI)等机制,提供资金支持,促进成员国在第三代半导体领域的合作和创新。

此外,日本通过“新经济成长战略”等政策,韩国通过“半导体超级大国战略”等政策,德国政府通过“高科技战略”等政策,支持半导体材料的研发和产业化,其中包括促进第三代半导体材料的发展。

目前,全球各国都在从政策方面持续对第三代半导体产业进行引导和扶持,有助于推动第三代半导体在各个领域的进一步渗透。

02
真金白银扶持三代半产业

除政策引导和扶持外,在资金补贴方面,各国对于第三代半导体产业发展投入较大,且正在不断加码。   

今年6月28日晚间,三安光电发布公告称,其收到政府补助资金约3.64亿元,占公司最近一期经审计归属于上市公司股东净利润的99.41%。这将对三安光电2024年第二季度损益产生积极影响,进而对其全年业绩产生积极影响。天岳先进则在2022年1-7月累计获得政府补助1843.42万元。

从三安光电、天岳先进等厂商收到金额可观的政府补助资金,可以窥见我国对于第三代半导体相关企业的补贴力度较大。

此外,东尼电子、时代电气、晶湛半导体、中微公司等碳化硅相关厂商也都曾获得政府的财政支持。

国际市场方面,美国持续向各大三代半相关厂商发放大额补贴。其中,作为芯片和科学法案的一部分,美国商务部今年2月宣布计划向格芯(GF)提供15亿美元(约108.54亿人民币)的直接资助,用于扩大其在美国的氮化镓晶圆厂产能。2023年10月,格芯氮化镓项目已获得美国政府3500万美元(约2.53亿人民币)的资助。

而在今年4月,据外媒报道,韩国半导体晶圆制造商SK siltron宣布将从美国密歇根州政府获得7700万美元(约5.57亿人民币)的补贴,这笔资金包括投资补贴和税收优惠。


source:SK siltron

报道称,SK siltron正在扩建其位于美国密歇根州贝城的碳化硅晶圆工厂,由其美国子公司SK siltron CSS主导建设,SK siltron CSS计划利用美国政府和密歇根州政府提供的资金,在2027年之前完成贝城工厂的扩建。

日本政府通过“特定半导体生产设施建设补助项目”对企业在日本建设先进半导体工厂进行补助,补助率最多可达项目所需费用的1/3。其中,日本经济产业省向Resonac(原昭和电工)和住友电工提供了超过10亿元人民币的国家补贴,以扩大碳化硅材料的生产规模。

这些补助体现了各国政府对第三代半导体产业重要性的认识,以及确保本国在全球第三代半导体供应链中保持竞争力的决心。通过这些补助,各国旨在推动第三代半导体技术升级、产能扩大。

除直接的资金补贴外,“国家队”还通过投资入股相关厂商推动第三代半导体产业发展。今年上半年,中车时代半导体、长电科技子公司等纷纷完成了新一轮融资或增资,背后都有国资的身影。

其中,中车时代半导体今年4月完成新一轮融资,由电投融合创新(常州)股权投资合伙企业(有限合伙)(以下简称电投融合创新基金)投资。电投融合创新基金成立于2022年6月,由国家电投产业基金联合常州市产业投资基金(有限合伙)、常州市武进区基金及其他国有资本共同发起成立。

而在今年6月,长电科技汽车电子(上海)有限公司(以下简称长电汽车电子)完成了注册资本变更。变更后,长电汽车电子新增国家集成电路产业投资基金二期股份有限公司、上海集成电路产业投资基金(二期)有限公司等为股东,注册资本由4亿元增加11倍至48亿元。

在当前国际贸易形势复杂、产业链自主可控需求日益迫切的背景下,国资的介入有助于减少对外依赖,增强第三代半导体产业安全性。

03
第三代半导体翻开新篇章

在从多个方面支持第三代半导体产业链上下游厂商的同时,各国的“国家队”亲自出手,参与这场日益火热的全球第三代半导体产业争夺战。

国内方面,今年3月,上海首次举办第三代半导体推介活动。活动中,“宽禁带半导体产业基地”揭牌,未来将由临港新片区牵头,代表上海把临港新片区建设成为第三代半导体产业基地。
据介绍,上海临港新片区计划在未来3年内,通过相关措施,打造从器件设计、衬底生产、晶圆制造、模组封装到终端应用的全产业链条。

国际方面,今年2月据外媒报道,英国想要通过一个名为ORanGaN的项目,来构建全新的自主供应链,该项目专注于研发用于5G通信的射频氮化镓产品和设备。
目前,英国还不完全具备开发和制造应用于5G且商用的射频氮化镓器件的能力,ORanGaN项目的建立正是为了补强这一短板。ORanGaN项目得到了英国科学、创新和技术部(DSIT)的支持。

而在今年4月,韩国釜山市政府宣布投资400亿韩元(约2.1亿人民币),在东南放射科学产业园区增建采用碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料的8英寸化合物功率半导体生产设施,该项目已获国家及市级基金资助。

“国家队”出手,在壮大本国第三代半导体产业实力的同时,有望带动更多本国厂商加入投建第三代半导体产业的大军。

在政策扶持和资金支持双重力量推动下,第三代半导体产业呈现加速发展态势,从项目落地实施方面可窥见一斑。仅2024年上半年,国内就有数十个碳化硅相关项目披露新进展。

而在技术研发和产业化方面,通过产学研合作,国家主导建设的科研机构和高校助力三代半相关厂商加速实现技术升级迭代和产业化。

其中,清华大学苏州汽车研究院和至信微电子签约共建“碳化硅联合研发中心”;安森德半导体与南方科技大学合作共建“南方科技大学深港微电子学院-安森德半导体联合实验室”;长飞先进与怀柔实验室于近日举办了碳化硅项目科技成果合作转化意向签约仪式。

04
总结

各国对于本国三代半产业的引导和扶持,体现了各国对相关领域的重视,尤其是在三代半产业全球竞争日益加剧的大背景下,国家的大力支持可以为国内三代半厂商提供良好的营商环境,推动国内企业更好地参与全球市场的竞争。

具体来看,各国的相关补助和产业基金可以为第三代半导体厂商的研发和技术创新提供资金支持,加速技术突破,缩小与国际先进水平的差距。

在国内,国家大基金一期和二期此前均投资过相关厂商,覆盖碳化硅、氮化镓产业的材料、设备、器件、模组等企业,如士兰微、华润微、三安光电、天科合达、世纪金光、赛微电子、北方华创、中微半导体等。

同时,国家的重视和支持,还能够带动地方政府和民间资本的投入,形成国家引导、地方支持、民间投资的多元化投融资格局,为第三代半导体产业发展提供更加充足的资金保障。

此外,各国从战略高度,一方面推动第三代半导体产业链优化和升级,促进产业持续降本增效,提升整个产业链的竞争力;另一方面,通过扶持产业链上下游的关键环节,促进产业链各环节的协同发展,形成第三代半导体产业集群效应,壮大产业实力。

整体来看,各国引导和扶持第三代半导体产业,不仅能够推动产业的技术进步和产业升级,还能够在保障产业链安全、提升国际竞争力等方面发挥重要作用。随着各国加大扶持力度,第三代半导体产业的国际竞争将加剧。

封面图片来源:拍信网