关于推动我市第三代半导体产业发展的调研报告
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2024-05-08
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关于推动我市第三代半导体产业发展的调研报告
为推动我市第三代半导体产业加快发展、尽快形成优势产业集
群，市委财经办组织中硅高科、麦斯克电子、鸿泰半导体等企业进
行了专题研究，并赴苏州、杭州、宁波三市开展了专题调研。在此
基础上，就我市第三代半导体产业发展提出了工作建议，现将有关
情况报告如下：
一、第三代半导体产业基本情况
（一）半导体产业总体情况。半导体是指在常温下导电性能介
于导体与绝缘体之间的材料，在集成电路、消费电子、通信系统、
大功率电源转换等领域具有广泛应用。*年，全球半导体市场规模达
*亿美元，同比增长*%。从应用领域来看，半导体在集成电路领域
市场规模达*亿美元，约占全球半导体市场规模的*%；其次分别为
光电器件、分立器件、传感器领域，市场规模分别为*亿美元、*亿
美元、*亿美元，占比分别为*%、*%、*%。从主要消费区域来看，
亚太地区约占全球的*%，其中，中国约占全球的*%，是全球最大
的半导体单个市场；其次分别为美国、欧洲市场，分别占全球的*%、
*%。需要关注的是，中国市场仍在高速增长，*年销售额突破*亿美
元，同比增长*%。从发展历程来看，半导体核心材料按照历史进程
可以分为以硅、锗为代表的第一代半导体材料，重点应用在集成电
路、电子信息等领域，目前约占总体规模的*%；以砷化镓、磷化铟
为代表的第二代半导体材料，重点应用在 5G 时代的大部分通信设
备以及光电领域，目前约占总体
规模的*%；以氮化镓、碳化硅、氧化锌、金刚石等为代表的第
三代半导体材料，主要应用在新能源汽车、5G 通信、光伏逆变器等
领域，近年来呈现高速增长态势，目前约占总体规模的*%。
（二）第三代半导体材料的优势。与前两代半导体材料相比，
第三代半导体材料的优势主要体现在*个方面：一是应用场景广阔，
性能更强。第三代半导体采用宽禁带材料，关断时候的漏电电流更
小，导通时候的导通阻抗更小，且寄生电容远小于硅工艺材料。在
高温、大功率场景中，第三代半导体材料芯片的运行可靠性更强，
待机时间更长。二是能量转换效率高，功率损耗小。以新能源汽车
为例，相比用传统硅芯片（如 IGBT）驱动的电动汽车，用第三代半
导体材料芯片（如特斯拉Model *使用的碳化硅芯片）驱动的新能
源汽车的能量耗损低*倍左右，电机控制器的体积减少*%，续航里
程能够增加*%至*%。三是可以承受更大的功率和更高的电压。第
三代半导体材料能够大幅提高产品的功率密度，适应更高功率、更
高电压、更大电流的未来电动车的需要。四是应用范围更加广阔。
第三代半导体产业具有学科交叉性强、应用领域广、产业关联性大
等特点，在半导体照明、新一代移动通信、智能电网、高速轨道交
通、消费类电子等领域拥有广阔的应用前景，是支撑信息、能源、
交通、国防等产业发展的重点新材料。总的来看，采用第三代半导
体材料制备的半导体器件不仅能在更高的温度下稳定运行，还能以
较少的电能消耗获得更高的运行能力，能够满足现行 5G 及新能源
汽车等最新应用的需求，正在成为全球半导体产业竞争的新的战略
高地。
（三）第三代半导体产业情况。从产业链条来看。第三代半导
体产业链主要包括衬底材料的制备、外延层的生长、器件制造以及
下游应用市场。其中，衬底是所有半导体芯片的底层材料，主要用
于物理支撑、导热、导电；外延是在衬底材料上生长出来的新半导
体晶层，其中碳化硅基氮化镓，被视为第三代半导体未来主流；器
件是通过光刻、薄膜沉积、刻蚀等复杂工艺流程在外延片上制作出
设计好的结构；下游应用市场主要是以新能源汽车、5G 通讯、光伏
发电、消费类电子产品等。从国际竞争态势来看。目前国外企业在
第三代半导体材料端仍然占据显著优势。在碳化硅市场中，美国科
锐（CREE）碳化硅衬底市场占有率达到*%，其次为日本的罗姆，
国内龙头山东天岳、天科合达合计市场占有率不到*%。在氮化镓市
场中，日本住友集团为全球第一大氮化镓衬底厂商，市场占有率为*
%，美国科锐（CREE）和威讯联合半导体（Qorvo）紧随其后，市
场占有率分别为*%和*%，中国企业在衬底领域仍处于起步阶段。
从应用场景来看，目前碳化硅、氮化镓器件的前三大应用领域分别
为消费类电源、商业电源和新能源汽车，占比分别为*%、*%和*%。
未来相当长一段时间内，随着制备技术进步带来的碳化硅与氮化镓
器件成本持续下降，以及*V 汽车电驱系统、高压快充桩、消费电子
适配器、数据中心及通讯基站电源等细分领域市场需求持续增加，
预计第三代半导体产业将会保持高速增长。
（四）国内第三代半导体产业情况。
目前我国第三代半导体产业已经开始从“导入期”向“成长期”过渡
初步形成了从材料、器件到应用的全产业链，但在材料、晶圆、封
装及应用等环节的核心关键技术和可靠性、一致性工程化应用领域
与国际顶尖水平还存在较大差距，部分高端产品还是空白，高度依
赖国际进口。然而，第三代半导体属于后摩尔定律概念，对制程和
设备要求相对不高，能够避免前两代半导体发展过程中出现的发达
国家通过限制光刻机、干法刻蚀机出口而产生的“卡脖子”局面。国内
产业界和专家普遍认为在第三代半导体领域是我国摆脱集成电路被
动局面，实现芯片技术赶超和超车的良机。从区域上来看，目前，
国内多个省市出台政策支持第三代半导体产业发展，在京津冀、长
三角、珠三角、成渝等区域已经形成了较为成熟的产业集群。中国
半导体行业协会评选的*年全国第三代半导体最具竞争力*大产业园
区，长三角地区*家，分别为苏州工业园、上海临港新片区、无锡国
家集成电路设计中心；泛珠三角地区*家，分别为深圳宝安区第三代
半导体 IDM 产业园、厦门高新区；成渝地区*家，分别为重庆西永
微电子产业园、成都高新区；京津冀地区*家，分别为北京顺义区、
河北鹿泉经济开发区；中西部地区*家，即西安高新区。从龙头企业
来看。目前，国内第三代半导体主要制造商共*家，主要分布在江苏、
广东、北京。碳化硅产业链相关公司共*家，其中上市公司*家，全
产业链企业（生产设备、衬底、外延、器件）有三安集成、中电科*
所、中电科*所等。氮化镓产业链相关公司有*家，其中上市公司*家，
全产业链公司仅有英诺赛科*家。从重大项目投资来看。近年来，国
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关于推动我市第三代半导体产业发展的调研报告为推动我市第三代半导体产业加快发展、尽快形成优势产业集群，市委财经办组织中硅高科、麦斯克电子、鸿泰半导体等企业进行了专题研究，并赴苏州、杭州、宁波三市开展了专题调研。在此基础上，就我市第三代半导体产业发展提出了工作建议，现将有关情况报告如下：一、第三代半导体产业基本情况（一）半导体产业总体情况。半导体是指在常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料，在集成电路、消费电子、通信系统、大功率电源转换等领域具有广泛应用。*年，全球半导体市场规模达*亿美元，同比增长*%。从应用领域来看，半导体在集成电路领域市场规模达*亿美元，约占全球半导体市场规模的*%；其次分...
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