劉中正

摘要：蘇州市第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局較早，形成了較好的發(fā)展態(tài)勢。本文從多個角度對蘇州市第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進行深入研究，剖析產(chǎn)業(yè)存在的優(yōu)勢和不足，并分析了現(xiàn)階段面臨的機遇與挑戰(zhàn)。結合國內(nèi)產(chǎn)業(yè)政策和做法，針對性提出下一步發(fā)展的對策建議，以推動產(chǎn)業(yè)整體實現(xiàn)更高水平發(fā)展。

Abstract： Suzhou developed the third generation semiconductor industry early which had a better growth. This paper studies the third generation semiconductor industry in Suzhou deeply from multiple angles in order to find out the development advantages and shortcomings. At the same time， this paper analyzes the opportunities and challenges of the industry at this stage. Referring to relevant industrial policies and practices， this paper propose constructive measures and suggestions in order to promote better development of the industry.

關鍵詞：第三代半導體;碳化硅;氮化鎵;對策建議

Key words： the Third Generation Semiconductor;SiC;GaN;countermeasures

中圖分類號：F427? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）28-0134-03

0? 引言

與第一代、第二代半導體相比，第三代半導體具有更好的性能和穩(wěn)定性，應用領域和范圍更多更廣[1]。現(xiàn)階段，第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟的是SiC和GaN兩個方向，也是世界各國重點支持和布局的領域，預計2020年SiC和GaN電力電子器件市場規(guī)模達到10億美元[2]。

1? 蘇州市第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢

江蘇省是全國半導體產(chǎn)業(yè)的重要集聚區(qū)，集成電路產(chǎn)業(yè)銷售收入連續(xù)十多年位居全國之首，形成了涵蓋設計、制造、封裝、設備、材料等較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈[3]。近年來，江蘇第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，2018年產(chǎn)業(yè)規(guī)模達300億元，集聚相關企業(yè)80多家。蘇州作為江蘇省第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先行區(qū)和集聚區(qū)，多舉措促進產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，形成了一定的發(fā)展優(yōu)勢。

1.1 產(chǎn)業(yè)發(fā)展初具規(guī)模

集成電路占據(jù)半導體產(chǎn)業(yè)的80%，可以反映出半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。蘇州是全國集成電路產(chǎn)業(yè)鏈較為完整、產(chǎn)業(yè)集聚度較高的區(qū)域之一。2018年，蘇州集成電路產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)銷售收入468億元，同比增長7.1%，占全國的7.2%。目前，全市擁有相關企業(yè)200左右，國際企業(yè)如三星電子、恩智浦、日月新半導體等在蘇州建有工廠，其中和艦芯片、敏芯微電子、邁瑞微電子等8家企業(yè)分別入選了中國半導體行業(yè)協(xié)會評選的六大領域“2018年度中國十大（強）半導體企業(yè)”名單。近年來，蘇州市第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出從無到有、從小到大的快速發(fā)展態(tài)勢，形成以蘇州汾湖高新區(qū)、蘇州吳江區(qū)、蘇州工業(yè)園區(qū)為主陣地的產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)。目前全市第三代半導體產(chǎn)業(yè)規(guī)模增長明顯，涌現(xiàn)出蘇州納維、蘇州能訊、蘇州納睿、江蘇華功等一批第三代半導體骨干企業(yè)，集聚相關企業(yè)幾十家。蘇州良好的產(chǎn)業(yè)基礎，不斷吸引國際項目落戶蘇州，其中全球知名的半導體材料廠商英諾賽科在蘇州建廠，建成后可單月滿產(chǎn)可達6-8萬片，成為全球首個大型量產(chǎn)基地，填補我國在氮化鎵電子電力器件及射頻器件，尤其是硅基氮化鎵領域的產(chǎn)業(yè)空白。

1.2 企業(yè)創(chuàng)新能力不斷攀升

蘇州第三代半導體企業(yè)大多是科技領軍人才創(chuàng)辦或參與，重視技術創(chuàng)新對企業(yè)發(fā)展的核心作用，集中資源持續(xù)開展技術研發(fā)。近年來，企業(yè)創(chuàng)新能力逐步攀升，具備了一定的行業(yè)競爭力。蘇州納維經(jīng)過10年攻關，完成了從材料生長設備到GaN單晶襯底生長制備的完整工藝開發(fā)，近年又完成了6英寸GaN單晶襯底的關鍵技術突破，產(chǎn)品性能綜合指標達到國際領先水平。蘇州晶湛在全球率先實現(xiàn)批量生產(chǎn)8英寸（200mm）硅基氮化鎵外延片，外延層厚度超過5μm（耐壓600V），技術指標也達到了國際領先水平等。蘇州能訊作為國內(nèi)首家生產(chǎn)氮化鎵電子器件的企業(yè)，承擔了“戰(zhàn)略性先進電子材料”等國家重點專項項目，不斷提升自身技術研發(fā)能力。蘇州納睿是國內(nèi)首家實現(xiàn)GaN基激光器產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)，成功打破國外技術壟斷。江蘇華功與北京大學、中山大學合作推動硅基氮化鎵功率電子產(chǎn)業(yè)化，攻克了相關材料與器件的產(chǎn)業(yè)化關鍵技術，產(chǎn)業(yè)競爭力快速提升。

1.3 產(chǎn)業(yè)鏈條比較完整

蘇州對第三代半導體產(chǎn)業(yè)布局較早，特別是圍繞氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈上下游的關鍵節(jié)點，在單晶襯底、藍綠光激光器、電力電子器件、微波通訊器件等方面聚集了一大批企業(yè)和創(chuàng)新平臺，形成了較為完善的產(chǎn)業(yè)鏈。如在襯底方面，有蘇州納維（氮化鎵單晶襯底）;在外延方面，有蘇州晶湛（大尺寸氮化鎵外延片）和江蘇華功（硅基氮化鎵外延片）等;在功率器件方面，有蘇州能訊（氮化鎵基微波電子器件）、江蘇能華（氮化鎵基開關功率器件）、蘇州捷芯威（氮化鎵基功率電子器件）等;在LED方面，有聚燦光電（LED外延和芯片）和華燦光電（LED芯片）等;在封裝方面，有三星電子（蘇州）等;在激光器方面，有蘇州納睿（氮化鎵基藍綠激光器）等等。總體來說，蘇州第三代半導體產(chǎn)業(yè)既有產(chǎn)業(yè)前端高技術的特色，也有終端企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)規(guī)模大、對新技術新成果需求旺盛等優(yōu)勢。

1.4 平臺載體穩(wěn)步推進

近年來，蘇州建設形成了涵蓋基礎性平臺、產(chǎn)業(yè)支撐平臺、技術支撐與工程化平臺、標準與檢測平臺和大科學裝置一條龍布局的創(chuàng)新平臺體系，著力構筑國際一流的研發(fā)和創(chuàng)新中心。依據(jù)企業(yè)發(fā)展不同需求和產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新的要求，先后投資建設了面向GaN技術創(chuàng)新及人才培育的中科院納米所和蘇州納米城，組建了國內(nèi)首個氮化鎵產(chǎn)業(yè)研究院、江蘇第三代半導體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，全方位為第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供“研發(fā)創(chuàng)新+創(chuàng)業(yè)孵化+規(guī)模產(chǎn)業(yè)化”一條龍支撐。今年，依托全省豐富的科教資源，江蘇省政府聯(lián)合蘇州市政府、蘇州工業(yè)園區(qū)共同建有江蘇第三代半導體研究院，并與國家第三代半導體創(chuàng)新聯(lián)盟合作組建了長三角第三代半導體產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，加強產(chǎn)學研合作，共同推動產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展。

2? 蘇州市第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展不足

2.1 SiC領域發(fā)展相對滯后

目前，第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為成熟的是SiC和GaN兩個領域，而且SiC電力電子器件市場規(guī)模（3.9億美元）遠大于GaN的市場規(guī)模（0.5億美元）。我國第三代半導體產(chǎn)業(yè)布局也對SiC和GaN兩個領域進行著重布局，不斷新增SiC產(chǎn)線。但蘇州第三代半導體產(chǎn)業(yè)方向主要集中在GaN領域，SiC領域的企業(yè)很少，不利于第三代半導體整體產(chǎn)業(yè)競爭力的提升和長遠發(fā)展。

2.2 技術產(chǎn)品面臨應用難的挑戰(zhàn)

第三代半導體材料及應用技術涉及材料、能源、交通、信息、裝備和自動化等多個領域，多學科交叉、融合的特點明顯，從基礎研發(fā)到工程化應用的創(chuàng)新鏈也很長。蘇州大部分GaN技術創(chuàng)新成果與下游企業(yè)實際應用之間存在著一定的斷層，需對技術進行有針對性的二次開發(fā)，而GaN企業(yè)往往無力承擔進一步的開發(fā)成本。同時，也有部分GaN技術企業(yè)為實現(xiàn)銷售，在已有產(chǎn)品的基礎上進一步開發(fā)下游產(chǎn)品，被迫延伸產(chǎn)業(yè)鏈，導致在企業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)成本大幅提升，企業(yè)發(fā)展面臨困難。

2.3 技術人才支撐面臨不足

由于半導體產(chǎn)業(yè)技術人才交流和流動性很強，而產(chǎn)業(yè)制高點在上海、北京、深圳等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，這些地區(qū)具有較強的人才吸引力，尤其對技術人才產(chǎn)生明顯的虹吸效應，導致蘇州半導體產(chǎn)業(yè)人才呈現(xiàn)不同程度的流失。而且第三代半導體產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展初期，盈利能力不足，對技術人才的吸引力還不強。同時全市領軍型人才相對缺乏，包括企業(yè)高管人才、高級技術型人才、高級市場人才，以及“大國工匠”式的軟硬件兼?zhèn)涞墓こ碳夹g人員和較高水平的操作技能人員。

2.4 關鍵設備和材料對外依存度較高

第三代半導體技術的進步高度依賴設備先進性和基礎材料的研發(fā)進展。蘇州半導體產(chǎn)業(yè)關鍵設備的對外依存度較高，目前發(fā)展基本停留在低端和拾遺補缺方面，高端裝備材料幾乎空白，這嚴重制約著產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展并帶來較大的不確定風險。而且第三代半導體材料研發(fā)具有投入大、周期長的特點，如實現(xiàn)SiC晶體生長的技術需要持續(xù)的研發(fā)攻關和工藝改進，雖然很多企業(yè)具備了一定的技術能力，但到目前為止仍只有美國、德國和日本的少數(shù)幾家跨國公司掌握核心的生長技術，能夠生產(chǎn)出較好的產(chǎn)品。而我國第三代半導體研發(fā)起步較晚，還處在早期階段，原材料面臨質(zhì)量、制備問題，存在產(chǎn)業(yè)被卡的發(fā)展風險。

3? 當前蘇州市第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的機遇和挑戰(zhàn)

3.1 發(fā)展機遇

3.1.1 當前是進入第三代半導體產(chǎn)業(yè)的最佳窗口期

現(xiàn)階段，第三代半導體技術更新較快，國內(nèi)和國際產(chǎn)業(yè)發(fā)展尚處于初級發(fā)展水平。國際半導體行業(yè)巨頭還未形成專利、標準壟斷，具有競爭力的產(chǎn)業(yè)規(guī)模尚未形成。這一時期，蘇州加大力度率先布局和發(fā)展該產(chǎn)業(yè)將取得先發(fā)優(yōu)勢，有可能在半導體領域?qū)崿F(xiàn)變道超車。

3.1.2 美國技術管制加速半導體國產(chǎn)化進程

隨著中美貿(mào)易戰(zhàn)越演越烈，美國開始對高技術產(chǎn)品出口尤其芯片進行管制，也促使華為等國內(nèi)大型企業(yè)開始考慮生產(chǎn)和使用國產(chǎn)化芯片。美國管制會推進半導體生產(chǎn)供應鏈的國產(chǎn)化進程，尤其是提升國內(nèi)終端廠商主動應用國產(chǎn)集成電路的積極性，為全市集成電路設計、生產(chǎn)和封裝企業(yè)帶來市場和發(fā)展機遇，推動產(chǎn)品品質(zhì)快速提升。

3.1.3 江蘇省出臺政策舉措為產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供良好環(huán)境

江蘇省注重戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展進行了前瞻布局，出臺政策專門把氮化鎵等第三代半導體納入全省重點培育的新興產(chǎn)業(yè)[4]，并統(tǒng)籌省新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項資金等各類政策資源予以集成支持。2018年，省委省政府專門召開科技創(chuàng)新工作會議，出臺了“科技改革30條”，進一步下放科技成果使用權、處置權和收益權，為推動第三代半導體技術研發(fā)和成果轉化構建了良好政策環(huán)境。同時，江蘇充分發(fā)揮作為首批促進科技和金融結合試點省的優(yōu)勢，推出近百種科技金融專營特色產(chǎn)品，為包括第三代半導體在內(nèi)的科技型企業(yè)營造了良好的投融資環(huán)境。

3.2 發(fā)展挑戰(zhàn)

3.2.1 技術發(fā)展存在不確定性

在全球范圍內(nèi)，第三代半導體技術正處于快速突破階段，仍有許多關鍵問題亟待解決，如GaN單晶襯底的結晶缺陷密度、大尺寸Si基GaN外延的應力控制和均勻性等，這些都是全球第三代半導體技術發(fā)展面臨的共性問題。蘇州發(fā)展第三代半導體產(chǎn)業(yè)，可借鑒的發(fā)展經(jīng)驗少，技術引進較為困難，為產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展帶來不確定性。

3.2.2 應用市場有待培育

第三代半導體產(chǎn)業(yè)具有爆發(fā)性增長潛力的應用領域，如半導體激光器、電力電子器件等，與國外相關產(chǎn)業(yè)和市場的差距還比較明顯，落后程度甚于技術層面的落后程度。在標準、檢測、認證等方面的行業(yè)配套與第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展特點和需求不相匹配，尚未解決產(chǎn)品“能用-可用-好用”發(fā)展過程中的問題和障礙。

3.2.3 城市間競爭激烈

據(jù)不完全統(tǒng)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(chǎn)業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策，其中深圳坪山區(qū)出臺專門措施，從產(chǎn)業(yè)資金、發(fā)展空間、企業(yè)落地、人才隊伍、核心技術攻關、產(chǎn)業(yè)鏈構建等方面對第三代半導體產(chǎn)業(yè)進行全方位支持[5]。江蘇省內(nèi)除了蘇州市外，徐州、南通也加大第三代半導體產(chǎn)業(yè)布局，也出現(xiàn)了一批骨干企業(yè)，擠占發(fā)展空間，為蘇州產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來直面競爭。

4? 推動蘇州市第三代半導體產(chǎn)業(yè)更好發(fā)展的對策建議

立足蘇州第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢，針對存在的不足，借鑒國內(nèi)外促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展的成功做法和扶持政策，蘇州應進一步加大扶持力度，多舉措推動第三代半導體產(chǎn)業(yè)整體快速發(fā)展。

4.1 補足SiC領域短板

SiC領域是第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向，現(xiàn)階段其應用的市場規(guī)模遠大于GaN的市場規(guī)模。蘇州在集聚發(fā)展GaN領域的同時，應合理布局SiC領域發(fā)展，降低產(chǎn)業(yè)技術的不確定性而帶來的發(fā)展風險。依托中科院微電子所蘇州產(chǎn)業(yè)技術研究院，充分發(fā)揮中科院微電子所的技術研發(fā)能力，開展SiC領域的關鍵技術突破，逐步培育設立相關企業(yè)生產(chǎn)。全力支持張家港市、吳江區(qū)打造第三代半導體高地，統(tǒng)籌布局第三代半導體全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。通過產(chǎn)業(yè)鏈招商、財政支持、稅收減免等方式，吸引三菱電機、羅姆半導體、北京天科合達、中科節(jié)能等具有技術優(yōu)勢的企業(yè)來蘇州設立分公司或建立SiC電力電子器件生產(chǎn)線。

4.2 加強優(yōu)質(zhì)企業(yè)培育

采取資源集成支持方式，重點支持蘇州納維、蘇州能訊、蘇州納睿、江蘇華功等龍頭骨干企業(yè)有效配置全省、全國創(chuàng)新資源，積極承擔國家級、省級重大科技創(chuàng)新活動，快速突破核心關鍵技術。推動龍頭骨干企業(yè)加大技術創(chuàng)新、管理創(chuàng)新和商業(yè)模式創(chuàng)新，建立研發(fā)和品牌優(yōu)勢。通過企業(yè)主導、政府支持，鼓勵龍頭骨干企業(yè)通過整合并購、兼并重組，快速成為擁有自主知識產(chǎn)權和核心技術、具備較強競爭力的大企業(yè)。通過抓大扶強、推進產(chǎn)業(yè)“鏈式集聚”，充分發(fā)揮龍頭骨干企業(yè)在自主創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的創(chuàng)新引領與示范帶動作用，迅速鞏固和擴大蘇州在第三代半導體領域的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。聚焦第三代半導體領域，建設面向中小企業(yè)的技術創(chuàng)新平臺和創(chuàng)業(yè)服務載體，提供產(chǎn)品開發(fā)、小試中試、檢驗檢測、技術推廣等公共技術服務，開展有針對性的創(chuàng)業(yè)輔導、成果轉化、孵化等服務，推動中小企業(yè)集聚發(fā)展。

4.3 開展關鍵技術研發(fā)

設立第三代半導體技術攻關重大項目，加大對全市產(chǎn)業(yè)技術研發(fā)投入與扶持力度，引導科研機構和骨干企業(yè)開展第三代半導體領域關鍵共性技術研發(fā)。大力支持江蘇第三代半導體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心、氮化鎵產(chǎn)業(yè)研究院完善設施條件，聯(lián)合國內(nèi)領先的中科院半導體研究所、中科院微電子所、東南大學、南京郵電大學等科研院所和高校，以搶占產(chǎn)業(yè)技術制高點為目標，重點圍繞技術發(fā)展方向進行研究，攻關共性關鍵技術瓶頸。積極推進第三代半導體產(chǎn)業(yè)領域的新型研發(fā)機構建設，打造高校院所、科研團隊、社會資本等各方參與的多元化創(chuàng)新主體，結合產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場需求，通過消化吸收再創(chuàng)新，推動產(chǎn)業(yè)整體技術逐步提升。引導骨干企業(yè)建設一批省級工程技術中心和企業(yè)技術中心，加大技術研發(fā)投入，主動在產(chǎn)業(yè)鏈各個方面開展第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術研發(fā)。

4.4 集聚產(chǎn)業(yè)人才隊伍

圍繞蘇州產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟需補足的SiC領域，持續(xù)研發(fā)的GaN襯底與外延等技術領域，以及開發(fā)半導體照明、激光器等創(chuàng)新應用領域，制定出臺第三代半導體產(chǎn)業(yè)人才引進導向目錄和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才專項計劃，加大人才政策傾斜力度，組織開展招才引智專項活動，實現(xiàn)靶向引才。堅持“不為所有、但為所用”原則，重點引進第三代半導體領域的國內(nèi)外領軍人才和團隊。對標全球第三代半導體領先企業(yè)，創(chuàng)建職業(yè)經(jīng)理人培育計劃，對來蘇州創(chuàng)辦企業(yè)的技術人員進行管理、財務、法律等技能的輔導，定期開辦國際市場發(fā)展趨勢和技術突破有關的知識講座，逐步造就一批具有戰(zhàn)略眼光、懂管理經(jīng)營又熟悉產(chǎn)業(yè)技術復合型人才，帶領企業(yè)實現(xiàn)快速成長。深化人才發(fā)展體制機制改革，率先在第三代半導體領域試點形成科研薪酬激勵和成果轉化激勵機制，激發(fā)人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的動力和活力，吸引全省乃至全國人才來蘇州發(fā)展。

4.5 推動產(chǎn)品應用示范

圍繞半導體照明、激光器、電力電子器件、高頻寬帶等具有市場潛力的領域，設立第三代半導體產(chǎn)品應用專項，推動汽車、電子、通信、電力等領域的企業(yè)采用相關技術進行產(chǎn)品開發(fā)，占據(jù)市場制高點。通過政府采購及保險補貼方式，鼓勵優(yōu)先購買和使用代表第三代半導體未來技術發(fā)展方向的、首次投向市場但暫時還不具有市場競爭力的自主創(chuàng)新產(chǎn)品，進一步分散創(chuàng)新風險。全力推進第三代半導體研發(fā)設備更新和先進生產(chǎn)線布局，完善首臺套重大裝備保險試點財政支持政策，優(yōu)先對相關企業(yè)的首臺套重大裝備投保給予保費補助。

參考文獻：

[1]李春，鄧君楷.第三代半導體產(chǎn)業(yè)概況剖析[J].集成電路應用，2017（02）.

[2]第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟.2018第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告[R]. http：//www.casa-china.cn/a/service/.

[3]江蘇省半導體行業(yè)協(xié)會.江蘇省集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報告[M].北京：電子工業(yè)出版社，2018.

[4]江蘇省政府.江蘇省“十三五”戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃[EB/OL].（2016-11-24）. http：//www.jiangsu.gov.cn/art/2016/12/23/art_46555_3614908.html.

[5]深圳坪山區(qū)政府.關于促進集成電路第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的若干措施[EB/OL].（2018-11-22）.http：//www.szpsq.gov.cn/#infoOpen.