隨著新能源汽車、通訊基站、數(shù)據(jù)中心、軌道交通等市場需求不斷擴(kuò)大，第三代化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正在成為各大省市爭奪的熱門新賽道。

近日，在首屆中國光谷九峰山論壇暨化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，武漢東湖高新區(qū)高調(diào)宣布將以九峰山科技園和九峰山實(shí)驗(yàn)室為載體，構(gòu)建化合物半導(dǎo)體設(shè)備、材料、設(shè)計(jì)、芯片、器件、模塊、制造、封裝、檢測(cè)的全產(chǎn)業(yè)鏈體系。

無獨(dú)有偶，廣東也在廣州、深圳、珠海、東莞布局建設(shè)了多個(gè)化合物半導(dǎo)體產(chǎn)線項(xiàng)目，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷壯大。江蘇無錫同樣瞄準(zhǔn)了化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域，大力發(fā)展氮化鎵、碳化硅等半導(dǎo)體材料制造。后起之秀湖南長沙亦針對(duì)包括第三代半導(dǎo)體在內(nèi)的半導(dǎo)體、集成電路產(chǎn)業(yè)出臺(tái)扶持政策，資助金總額達(dá)5000萬元。

(相關(guān)資料圖)

第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長吳玲在接受第一財(cái)經(jīng)記者采訪時(shí)指出，與集成電路相比，化合物半導(dǎo)體制造對(duì)下游制造環(huán)節(jié)設(shè)備的要求相對(duì)較低，投資額相對(duì)較小，還能在一定程度上擺脫對(duì)高精度光刻機(jī)為代表的加工設(shè)備依賴，是我國在半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突圍的關(guān)鍵賽道，將對(duì)未來國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)格局的重塑產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。

多地競逐新賽道

隨著單質(zhì)半導(dǎo)體材料工藝已接近物理極限，其技術(shù)研發(fā)費(fèi)用劇增、制造節(jié)點(diǎn)的更新難度越來越大，“摩爾定律”的經(jīng)濟(jì)效益也在逐漸降低，這迫使全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)研發(fā)新的芯片材料。因此，砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）、碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）等化合物半導(dǎo)體材料逐漸發(fā)展起來。

早在2016年，我國《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》中便提出要“發(fā)展先進(jìn)功能材料技術(shù)，重點(diǎn)是第三代半導(dǎo)體材料”。2019年，氮化鎵單晶襯底、功率器件用氮化鎵外延片納入《重點(diǎn)新材料首批次應(yīng)用示范指導(dǎo)目錄》。此后的“十四五”規(guī)劃綱要再次提出，在科技前沿領(lǐng)域攻關(guān)方面，集成電路領(lǐng)域包括設(shè)計(jì)工具、重點(diǎn)裝備和高純靶材等關(guān)鍵材料研發(fā)，先進(jìn)存儲(chǔ)技術(shù)升級(jí)，碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導(dǎo)體發(fā)展。

為促進(jìn)化合物半導(dǎo)體行業(yè)的發(fā)展，不僅國家鼓勵(lì)政策頻發(fā)，地方政府也積極響應(yīng)。據(jù)第一財(cái)經(jīng)記者不完全統(tǒng)計(jì)，包括北京、上海、廣州、深圳、武漢、西安、廈門、青島、東莞、長沙、成都、無錫、常州、福州在內(nèi)的多個(gè)城市都相繼下發(fā)支持政策，政策紅利涉及集群培育、科研獎(jiǎng)勵(lì)、人才培育、項(xiàng)目招商、生產(chǎn)激勵(lì)等多個(gè)方面，推動(dòng)我國化合物半導(dǎo)體材料及器件研發(fā)，帶動(dòng)我國各地半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)集聚加速。

在廣東，位于廣州市黃埔區(qū)的粵芯半導(dǎo)體累計(jì)投資140億元的一、二期項(xiàng)目已全面達(dá)產(chǎn)，投資162.5億元的三期項(xiàng)目預(yù)計(jì)將于2024年建成投產(chǎn)。在粵芯半導(dǎo)體的帶動(dòng)下，已有近150家半導(dǎo)體上下游企業(yè)簽約落地。為支持落地企業(yè)做大做強(qiáng)，廣東還在籌劃300億元規(guī)模的半導(dǎo)體及集成電路產(chǎn)業(yè)投資基金，其主投領(lǐng)域就包括汽車芯片、半導(dǎo)體材料設(shè)備、化合物半導(dǎo)體等主題。

江蘇無錫將化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)列為五大未來產(chǎn)業(yè)之一，將大力發(fā)展氮化鎵、碳化硅等半導(dǎo)體材料制造，支持氮化鎵、碳化硅、砷化鎵、磷化銦等化合物半導(dǎo)體器件和模塊的研發(fā)制造，并引導(dǎo)5G通信、新能源汽車、智能電網(wǎng)系統(tǒng)等領(lǐng)域企業(yè)推廣試用化合物半導(dǎo)體產(chǎn)品，提升系統(tǒng)和整機(jī)產(chǎn)品性能。

作為國內(nèi)四大集成電路產(chǎn)業(yè)基地之一，武漢光谷已形成存儲(chǔ)芯片、光芯片兩大產(chǎn)業(yè)方向，涵蓋設(shè)計(jì)、制造、裝備、材料以及分銷、模組等核心環(huán)節(jié)的完整產(chǎn)業(yè)體系，光電子產(chǎn)業(yè)集群規(guī)模占全國一半江山，為化合物半導(dǎo)體應(yīng)用提供廣闊的市場空間。同時(shí)，半導(dǎo)體人才經(jīng)多年培養(yǎng)，工程技術(shù)和研究人員超3萬人。

目前，武漢光谷按照“一核三區(qū)，雙軸交匯”的空間格局正式啟動(dòng)九峰山科技園建設(shè)。九峰山實(shí)驗(yàn)室首席運(yùn)營官趙勇向第一財(cái)經(jīng)記者介紹，九峰山科技園“一核”即九峰山實(shí)驗(yàn)室科技創(chuàng)新核。今年3月，九峰山實(shí)驗(yàn)室工藝中心8寸中試線正式通線運(yùn)行，首批晶圓（高精密光柵）成功下線。這也標(biāo)志著實(shí)驗(yàn)室8寸0.15μm以上技術(shù)節(jié)點(diǎn)設(shè)備及工藝的全線打通，填補(bǔ)了國內(nèi)高線密度、超高折射率、非周期性高精密光柵生產(chǎn)工藝空白。

配合固定資產(chǎn)投資最高獎(jiǎng)勵(lì)5億元、EDA創(chuàng)新最高補(bǔ)貼3000萬元、流片最高補(bǔ)貼2000萬元等的光谷集成電路專項(xiàng)政策，預(yù)計(jì)到2025年，九峰山科技園將聚集產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)100家以上，培育1～2家細(xì)分領(lǐng)域龍頭企業(yè)，形成化合物半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)的生態(tài)。

痛點(diǎn)堵點(diǎn)待疏通

“當(dāng)前國際競爭已經(jīng)由產(chǎn)品競爭、企業(yè)競爭上升為產(chǎn)業(yè)鏈之間的競爭，未來2～3年是化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵期，我國急需形成有國際競爭力產(chǎn)品的批量化供應(yīng)能力。”中國工程院院士、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會(huì)主任干勇在論壇上指出，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的應(yīng)用牽引的特點(diǎn)，但目前仍存在產(chǎn)學(xué)研上下游缺乏有效整合、鏈條不通暢、企業(yè)弱小散、低水平重復(fù)建設(shè)等問題。

趙勇也直言：“大家可能覺得痛點(diǎn)是從0到1，但是從1到10也很難，10到N更困難。”他認(rèn)為，從技術(shù)突破的角度來看，即便科研從無到有做出來了，但是如果沒有相應(yīng)的需求場景對(duì)其進(jìn)行拉動(dòng)，技術(shù)的突破就沒有地方可以使用。同時(shí)，新技術(shù)在1到10的過程中就無法在產(chǎn)品的產(chǎn)能和良率上得到保證。而要真正做到10到N的大規(guī)模生產(chǎn)，更需要通過應(yīng)用對(duì)從實(shí)驗(yàn)室走出來的技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行“催熟”。

中國工程院院士、華中科技大學(xué)校長尤政則指出，半導(dǎo)體是信息產(chǎn)業(yè)的基石，我國要憑借化合物半導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，就必須加大產(chǎn)學(xué)研深度合作的力度，加強(qiáng)在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域?qū)W術(shù)型、工程型、技術(shù)型等多層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)，以重大項(xiàng)目為依托，加強(qiáng)行業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。

“從產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略制定技術(shù)戰(zhàn)略，從應(yīng)用端定義需求，再反哺到設(shè)計(jì)和工藝等領(lǐng)域。”吳玲呼吁，大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)要形成協(xié)同合作的機(jī)制，科研機(jī)構(gòu)既要承接大學(xué)的基礎(chǔ)研究課題，不斷給大學(xué)出題，告訴學(xué)界產(chǎn)業(yè)的需求在哪里，同時(shí)又要對(duì)接業(yè)界的力量，幫助企業(yè)迭代研發(fā)能力，通過示范應(yīng)用加速工程化技術(shù)迭代提升，培育細(xì)分領(lǐng)域龍頭企業(yè)，推動(dòng)形成規(guī)模化生產(chǎn)能力，提升我國化合物半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和國際競爭力。

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