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站在SiC成熟期“元年” 解读各国的战略部署

2017-03-09
关键词: SiC GaN 半导体 高压

SiCGaN为代表的第三代半导体材料是全球战略竞争新的制高点。美、日、欧等各国积极进行战略部署,第三代半导体材料引发全球瞩目,并成为半导体技术研究前沿和产业竞争焦点。作为电力电子器件,SiC器件在低压领域如高端的白色家电、电动汽车等由于成本因素,逐渐失去了竞争力。但在高压领域,如高速列车、风力发电以及智能电网等,SiC具有不可替代性的优势。

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SiC材料与电力电子器件的发展

赛迪智库在充分研究了SiC材料和电力电子器件的发展历程之后认为,从2016年开始SiC已经进入成熟期。站在成熟期的“元年”,去研究各国在政策和产业的动向,对分析SiC产业的在我国的后续发展有着重要意义。

美国等发达国家为了抢占第三代半导体技术的战略制高点,通过国家级创新中心、协同创新中心、联合研发等形式,将企业、高校、研究机构及相关政府部门等有机地联合在一起,实现第三代半导体技术的加速进步,引领、加速并抢占全球第三代半导体市场。美国等发达国家2016年第三代半导体材料相关部分政策措施:

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国内也正在积极推进,着力换道超车。国家和各地方政府也陆续推出政策和产业扶持基金发展第三代半导体相关产业:地方政策也在2016年大量出台,福建、广东、江苏、北京、青海等27个地区出台第三代半导体相关政策(不包括LED)近30条。一方面多地均将第三代半导体写入“十三五”相关规划,另一方面不少地方政府有针对性对当地具有一定优势的SiC和GaN材料企业进行扶持。福建省更是计划投入500亿,成立专门的安芯基金来建设第三代半导体产业集群。国内第三代半导体材料部分政策:

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产业方面,SiC的电力电子器件市场在2016年正式形成,市场规模约在2.1亿—2.4亿美金之间。而据Yole最新预测,SiC市场规模在2021年将上涨到5.5亿美金。目前全球有超过30家公司在电力电子领域拥有SiC、GaN相关产品的生产、设计、制造和销售能力。2016年SiC无论在衬底材料、器件还是在应用方面,均有很大进展,已经开发出耐压水平超过20KV的IGBT样片。

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图:2015-2012年SiC器件市场规模 数据来源:Yole 2016

2016年的半导体领域并购案中直接涉及第三代半导体的有4项,涉及交易金额达100亿美元。其中以Infineon收购Cree分拆的Wolfspeed对产业格局影响最大,但该项交易于2017年2月16日因为美国外国投资委员会(CFIUS)关注的国家安全问题而被迫中止。

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2016年,我国第三代半导体电力电子器件的市场规模约1.6亿元,其中90%为进口产品。我国在第三代半导体衬底、外延材料、器件的整体水平落后于美日欧等发达国家大于3年左右。在电力电子方面,日、美、欧在地铁机车、新能源汽车、白色家电等领域已经开展了规模应用,而我国只在光伏逆变器、PFC电源、UPS等领域有小规模应用,可以说还有不小的差距。较差的基础也决定了我国发展第三代半导体产业离不开产业投资基金的支持。据初步统计,目前各地涉及第三代半导体的地方基金规模超过1600亿人民币,同时能够撬动更大规模的民间资本进入第三代半导体产业。2016年部分SiC项目投资列表:

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目前,全球SiC产业格局呈现美国、欧洲、日本三足鼎立态势。其中美国全球独大,居于领导地位,占有全球SiC产量的70-80%;欧洲拥有完整的SiC衬底、外延、器件以及应用产业链,在全球电力电子市场拥有强大的话语权;日本是设备和模块开发方面的绝对领先者。我国由于在LED方面已经接近国际先进水平,为第三代半导体在其它方面的技术研发和产业应用打下坚实的基础。

纵观近几年中国半导体的发展,借助产业扶持基金进行海外收购已经成为提升国内产业实力的有力武器。但考虑到第三代半导体产业的资金和技术双密集属性,特别是SiC和GaN材料和芯片大量应用于军事领域,海外收购第三代半导体相关技术和公司将会越来越困难,美国政府以“国家安全”为由阻止金沙江收购Lumiled、宏芯投资基金收购德国Aixtron就是其佐证。自主研发,全产业链提升国内在第三代半导体的竞争力已经是一个不可回避的问题。对比美欧日等发达国家,我们应该在以下几个方面做出更大努力:

1.集中优势资源扶持龙头企业和研究机构。在我国SiC领域本身就不具备优势的情况下,国家和地方的投资基金却又很分散的投入到很多企业里面去,大大分散本来就不足的研发投入,难以形成规模效应。

2.公共研发平台的参与。第三代半导体涉及多个学科、跨领域的技术和应用。很多基础性研发不是企业能够解决的。国内的研究院所大多按照领域划分,也很难形成跨领域、多学科合作。可以以国家项目形式组织多个研究院所共同攻克基础技术。

3.产业规划先行。借助行业协会的力量,先行规划产业发展线路,在标准、检测、认证等方面内容。是产业发展更趋合理性和指导性。解决现行标准、检测、认证等规则、程序和新材料产业发展特点不匹配之处。


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