以碳化矽為代表的第三代半導體材料，廣泛運用在5G基站、新能源汽車等數字經濟領域。

這十年，以中國電科為代表的企業，已完成從材料、裝備、芯片、器件到應用的體系化布局，推動了我國第三代半導體産業快速發展。

核“芯”技術跑出加速度

在江蘇南京中國電科五十五所的這間展廳裡，有着多種規格的碳化矽器件。它們已經在新能源車載充電裝置上實現了批量應用，有了它們，新能源汽車的充電速度和整車性能都會大幅提高。

中國電子科技集團首席專家柏松表示：

新能源汽車如果用傳統的第一代半導體器件，充電時間需要半個小時以上，而采用了第三代半導體碳化矽器件以後，可以實現充電10分鐘行駛400公裡。

全球碳化矽材料龍頭Wolfspeed中國區銷售與市場副總裁張三嶺也曾舉例道，以電動汽車的22kW OBC（車載充電器）應用為例，碳化矽器件有助于減少30%的功率損耗、縮短充電時間，并将功率密度提升50%。

柏松從事碳化矽器件的開發和應用研究已有近20年。他指出，這是新能源汽車車載充電裝置所需的關鍵元器件，2020年以前，這類器件完全依賴進口，而現在，中國電科的碳化矽器件，裝車量已經達到100萬台。

柏松稱：“尤其從2021年春節開始，國産器件有機會跟國外的知名企業同台競技，實現了一個零的突破。”

碳化矽加速“上車”

近年來第三代半導體風起，2022年投資、整合、擴産不斷。目前，碳化矽和氮化镓是第三代半導體中應用最廣的兩類材料，其中碳化矽商用更加成熟。

經過十多年的發展，随着全球低碳化趨勢，以及新能源汽車的崛起，碳化矽乘上了新東風，尤其是在汽車領域，按下了上車的加速度。

根據TrendForce集邦咨詢報告《2022第三代半導體功率應用市場報告》顯示，随着越來越多車企開始在電驅系統中導入SiC（碳化矽）技術，預估2022年車用SiC功率元件市場規模将達到10.7億美元，至2026年将攀升至39.4億美元。

面對電動汽車等市場機遇，全球廠商們不斷擴大碳化矽産能、投入研發。

今年4月，Wolfspeed全球最大的首座8英寸（200mm）SiC工廠正式開業，該工廠預計2024年達産，屆時産能将達2017年的30倍。除了Wolfspeed，今年英飛淩計劃斥資逾20億歐元，在馬來西亞居林工廠建造第三個廠區，新廠區将用于生産碳化矽和氮化镓功率半導體産品。同時，更多的企業在8英寸領域進行突破，比如法國企業Soitec發布了首款8英寸碳化矽晶圓、中國電科材料爍科公司研制出8英寸碳化矽晶體。

當前，國内的碳化矽項目也層出不窮，并且汽車領域競争激烈，除了國外大廠，國内的上汽、北汽、廣汽、吉利等大型汽車集團正在加大本土碳化矽産業鍊的投資力度。

碳化矽晶片“芯”成本下降

碳化矽器件市場增長背後，是十年來中國半導體企業從材料到裝備到芯片、器件的全鍊條布局。

在國内最大的碳化矽材料産業基地，一張張薄薄的碳化矽晶片一字排開，這些晶片厚度不足0.5毫米，直徑從2英寸、4英寸到8英寸，是先進的第三代半導體材料。

晶片的尺寸和質量，直接影響着下遊的碳化矽器件的成本和性能。尺寸越大，成本就越低。十年前，中國電科旗下的這家企業對2英寸碳化矽晶片還處在研制階段，現在，已經實現了6英寸晶片的規模化生産，年産能達到15萬片，處于國内前列。今年3月，這家企業還率先發布了新一代8英寸碳化矽晶片産品。

電科材料山西爍科晶體有限公司常務副總經理魏省汝表示：“2009年，我們已經研制出了2英寸的碳化矽襯底（晶片），當我們把襯底（晶片）的尺寸從2英寸擴展到4英寸，單個芯片的成本可以降到原來的1/4。現在再做到8英寸，相當于在4英寸基礎上又可以再降低70%到80%的成本。研制大尺寸、高性能的晶片，碳化矽晶體生長裝備是關鍵。十年前，中國電科研發的碳化矽長晶裝備，僅能生産2英寸或4英寸的小尺寸晶體，工藝水平和生産效率都不高。目前，這些晶體生長以及産業鍊配套相關裝備，已經完成了多輪疊代升級。”

産業規模有望達數千億

以碳化矽為代表的第三代半導體被稱為“綠色”半導體，十年來，中國電科的第三代半導體器件實現了從研發到商用的轉型，兩億隻産品有力支撐了新基建和“雙碳”戰略需求。

數據顯示，它的器件節能性是矽器件的4倍，可以使新能源汽車能耗降低50%，特高壓電網損耗降低60%，軌道交通功率器件系統損耗降低20％以上。

國家第三代半導體技術創新中心主任張魯川表示：“第三代半導體是戰略新興産業，從裝備、材料、芯片、器件到應用，這一全産業鍊的整體視角來看，未來産業規模将高達數千億元人民币。”

工信部：電子信息制造業十年營收翻一番

9月20日，工業和信息化部召開“大力發展新一代信息技術産業”新聞發布會。

工信部數據顯示，從2012年到2021年，我國電子信息制造業增加值年均增速達11.6%，營業收入從7萬億元增長至14.1萬億元，在工業中的營業收入占比已連續九年保持第一，2021年利潤總額達8283億元。

工業和信息化部電子信息司副司長徐文立表示，工信部接下來将着眼于搶占未來産業發展先機，加快培育先導性和支柱性産業，推動新一代視聽技術、虛拟現實産業發展，帶動内容、計算、存儲、顯示等産業鍊整體升級。

清華大學教授、中國半導體行業協會副理事長魏少軍此前接受21世紀經濟報道采訪時指出，中國集成電路産品從2004年全球占比不到5%，到2021年的12.5%，進步也非常明顯。盡管主要還是在中低端，但已經建立了比較完整的産品體系，特别是2019年以後國産高端芯片的比例在大幅提升。

來 源 | 21世紀經濟報道（倪雨晴、繳翼飛）、央視财經

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本期編輯 劉雪瑩

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