新一輪科技革命與產業變革正在創造歷史性機遇。第三代半導體具備高效、高頻、耐高壓、耐高溫等特性，是推動移動通信、新能源汽車、高速列車、智能電網等產業創新發展和基礎能力提升的新引擎，是實現“雙碳”目標和保障國家產業安全的重要支撐。

雖然面臨復雜的外部環境，但多因素促進我國第三代半導體產業逆勢上漲。近日，在由第三代半導體產業技術創新戰略聯盟、中關村半導體照明工程研發及產業聯盟主辦的“2021第三代半導體創新發展峰會”上，第三代半導體產業技術創新戰略聯盟理事長吳玲做了題為“我國第三代半導體產業發展思考”的主題報告，深入分享了當前我國第三代半導體產業的發展現狀、面臨機遇和挑戰，并提出對未來產業發展的幾點思考與建議。

現狀

在“十二五”、“十三五”國家科技計劃支持下，我國初步建立了從上游材料（氮化鎵、碳化硅等）、中游器件（光電、射頻、功率器件等）到下游應用（照明與顯示、5G通信、新能源汽車、高速列車、新型電力系統等）的全創新鏈和產業鏈，產業從無到有，國產化能力不斷提升。

半導體照明自主可控，光電子與微電子深度融合，跨界創新應用有望引領發展。我國是全球最大的半導體照明制造、出口、應用國，2021年產值7773億元，芯片國產化率超過80%；產業發展從光效驅動轉向品質驅動、成本驅動，從藍光（白光）轉向深紫外等更短波長，和綠光、黃光，甚至紅光等長波長；從標準結構轉向小間距Mini/Micro-LED，開啟高度集成半導體信息顯示技術新變革。

微波射頻領域開始國產替代，部分技術達到國際先進水平。5G通信移動基站用GaN射頻器件實現6GHz以下產品小批量供應，2020年國內宏站用氮化鎵射頻器件國產化率超過20%；預計2023年進入毫米波頻段商用，集成功放、低噪放、開關功能，這方面國內目前還不具備產業化能力；6G已啟動預研，太赫茲頻段進入技術論證和研究階段，預計2030年實現商用。

電力電子應用雖然需求迫切，但是產業化與國際差距較大。在“雙碳”戰略帶動下，以新能源汽車、高速鐵路、新能源為主體的新型電力系統、5G通信和數據中心等為主的應用對碳化硅、氮化鎵電力電子器件的需求非常明確，新能源汽車和PD快充未來五年應用市場的年復合增長率將超過50%。 雖然我們進步很快，但距離產品好用、產業化形成規模，技術水平仍落后國外約5年左右。SiC單晶襯底雖已實現4英寸產業化、6英寸小批量供貨，部分打破國際壟斷，但目前國產化率不到5%，車規級、電網級功率電子材料和器件基本全部依賴進口。

機遇

當前，國內第三代半導體產業迎來戰略機遇期，主要體現在以下幾方面：一是新型電力系統、高鐵、新能源汽車，5G/6G通信、半導體照明及超越照明、工業電機及消費電子市場等市場啟動，應用需求驅動技術創新。二是在產業界、學術界多年努力下，國內與國際先進水平差距不大，國際半導體產業和裝備巨頭還未形成專利、標準和規模的壟斷，我國有機會實現超越。三是與集成電路相比，第三代半導體投資門檻不高，對工藝尺寸線寬、設計復雜度、裝備精密制造要求相對較低。四是近年來我國的精密加工制造技術和配套能力迅速提升，并且具有一定的基礎，具備開發并逐步主導該產業的能力和條件。

挑戰

半導體新材料正在重塑全球半導體產業競爭新格局，在產業鏈、創新鏈、生態鏈上都面臨挑戰。

產業鏈方面，缺乏產業級的先進材料研發，碳化硅籽晶和單晶生長工藝控制技術與國際有5年左右差距；介質材料、高溫高能量等工藝不成熟，芯片制造能力弱、產能不足，良率低、成本高、可靠性差；設計與系統應用的匹配性不夠，上下游聯動迭代不夠，在系統中成本占比低，性能和可靠性要求高，器件進入應用供應鏈難度大、周期長，產業化能力提升緩慢；國產裝備以仿制為主，大部分處于原型樣機階段，技術引領性不足，處于跟跑狀態。檢測設備基本全部依賴進口，短期內無法國產化替代。

創新鏈方面，基礎研究的應用需求導向不足，缺乏長期可持續、大投入的中早期基金支持；共性關鍵技術方面，缺乏開放的、體制機制創新的公共研發平臺，缺乏材料和裝備的中試平臺，缺乏有能力滿足企業需求的服務平臺；產業化技術方面，知識產權和標準體系薄弱，重“科”輕“技”，研產脫節，產業升級轉型專業技術門檻高。

生態鏈方面，產業創新體系和生態不完善。研發分散、投入不夠，缺乏穩定持續支持；原始創新和應用創新能力較弱；研發周期長，技術更新快，各層次人才規模不夠，高端和戰略性人才急缺；面臨國際技術禁運和封鎖；企業小而散，無序競爭，產業同質化嚴重、集中度低；財政資金與社會資本脫節，缺乏優惠政策對民間資本的引導，存在政府、市場雙失靈現象。

幾點思考

吳玲指出，我國第三代半導體產業發展需要思考如何統籌規劃，形成發展合力，要大膽探索新型舉國體制，建立開放創新、可持續發展平臺和利益共享、風險共擔、鏈條打通的創新共同體。未來，聯盟將繼續推動創新體系和創新生態建設，促進產學研深度融合，加快迭代研發，在推動組織“百城億芯”示范應用、支撐地方及區域特色產業集群發展、探索科技金融鏈網模式加快科技金融結合、加強精準深入的國際合作等方面開展工作，攜手產業界同仁，凝心聚力、砥礪奮進，共同推動我國第三代半導體產業邁上新臺階、實現新跨越。