刘中正

摘要：苏州市第三代半导体产业发展布局较早，形成了较好的发展态势。本文从多个角度对苏州市第三代半导体产业发展现状进行深入研究，剖析产业存在的优势和不足，并分析了现阶段面临的机遇与挑战。结合国内产业政策和做法，针对性提出下一步发展的对策建议，以推动产业整体实现更高水平发展。

Abstract： Suzhou developed the third generation semiconductor industry early which had a better growth. This paper studies the third generation semiconductor industry in Suzhou deeply from multiple angles in order to find out the development advantages and shortcomings. At the same time， this paper analyzes the opportunities and challenges of the industry at this stage. Referring to relevant industrial policies and practices， this paper propose constructive measures and suggestions in order to promote better development of the industry.

關键词：第三代半导体;碳化硅;氮化镓;对策建议

Key words： the Third Generation Semiconductor;SiC;GaN;countermeasures

中图分类号：F427                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）28-0134-03

0  引言

与第一代、第二代半导体相比，第三代半导体具有更好的性能和稳定性，应用领域和范围更多更广[1]。现阶段，第三代半导体产业发展较为成熟的是SiC和GaN两个方向，也是世界各国重点支持和布局的领域，预计2020年SiC和GaN电力电子器件市场规模达到10亿美元[2]。

1  苏州市第三代半导体产业发展优势

江苏省是全国半导体产业的重要集聚区，集成电路产业销售收入连续十多年位居全国之首，形成了涵盖设计、制造、封装、设备、材料等较为完整的产业链[3]。近年来，江苏第三代半导体产业发展迅速，2018年产业规模达300亿元，集聚相关企业80多家。苏州作为江苏省第三代半导体产业发展的先行区和集聚区，多举措促进产业持续发展，形成了一定的发展优势。

1.1 产业发展初具规模

集成电路占据半导体产业的80%，可以反映出半导体产业发展水平。苏州是全国集成电路产业链较为完整、产业集聚度较高的区域之一。2018年，苏州集成电路产业实现销售收入468亿元，同比增长7.1%，占全国的7.2%。目前，全市拥有相关企业200左右，国际企业如三星电子、恩智浦、日月新半导体等在苏州建有工厂，其中和舰芯片、敏芯微电子、迈瑞微电子等8家企业分别入选了中国半导体行业协会评选的六大领域“2018年度中国十大（强）半导体企业”名单。近年来，苏州市第三代半导体产业发展呈现出从无到有、从小到大的快速发展态势，形成以苏州汾湖高新区、苏州吴江区、苏州工业园区为主阵地的产业集聚区。目前全市第三代半导体产业规模增长明显，涌现出苏州纳维、苏州能讯、苏州纳睿、江苏华功等一批第三代半导体骨干企业，集聚相关企业几十家。苏州良好的产业基础，不断吸引国际项目落户苏州，其中全球知名的半导体材料厂商英诺赛科在苏州建厂，建成后可单月满产可达6-8万片，成为全球首个大型量产基地，填补我国在氮化镓电子电力器件及射频器件，尤其是硅基氮化镓领域的产业空白。

1.2 企业创新能力不断攀升

苏州第三代半导体企业大多是科技领军人才创办或参与，重视技术创新对企业发展的核心作用，集中资源持续开展技术研发。近年来，企业创新能力逐步攀升，具备了一定的行业竞争力。苏州纳维经过10年攻关，完成了从材料生长设备到GaN单晶衬底生长制备的完整工艺开发，近年又完成了6英寸GaN单晶衬底的关键技术突破，产品性能综合指标达到国际领先水平。苏州晶湛在全球率先实现批量生产8英寸（200mm）硅基氮化镓外延片，外延层厚度超过5μm（耐压600V），技术指标也达到了国际领先水平等。苏州能讯作为国内首家生产氮化镓电子器件的企业，承担了“战略性先进电子材料”等国家重点专项项目，不断提升自身技术研发能力。苏州纳睿是国内首家实现GaN基激光器产业化的企业，成功打破国外技术垄断。江苏华功与北京大学、中山大学合作推动硅基氮化镓功率电子产业化，攻克了相关材料与器件的产业化关键技术，产业竞争力快速提升。

1.3 产业链条比较完整

苏州对第三代半导体产业布局较早，特别是围绕氮化镓产业链上下游的关键节点，在单晶衬底、蓝绿光激光器、电力电子器件、微波通讯器件等方面聚集了一大批企业和创新平台，形成了较为完善的产业链。如在衬底方面，有苏州纳维（氮化镓单晶衬底）;在外延方面，有苏州晶湛（大尺寸氮化镓外延片）和江苏华功（硅基氮化镓外延片）等;在功率器件方面，有苏州能讯（氮化镓基微波电子器件）、江苏能华（氮化镓基开关功率器件）、苏州捷芯威（氮化镓基功率电子器件）等;在LED方面，有聚灿光电（LED外延和芯片）和华灿光电（LED芯片）等;在封装方面，有三星电子（苏州）等;在激光器方面，有苏州纳睿（氮化镓基蓝绿激光器）等等。总体来说，苏州第三代半导体产业既有产业前端高技术的特色，也有终端企业产品生产规模大、对新技术新成果需求旺盛等优势。

1.4 平台载体稳步推进

近年来，苏州建设形成了涵盖基础性平台、产业支撑平台、技术支撑与工程化平台、标准与检测平台和大科学装置一条龙布局的创新平台体系，着力构筑国际一流的研发和创新中心。依据企业发展不同需求和产业技术创新的要求，先后投资建设了面向GaN技术创新及人才培育的中科院纳米所和苏州纳米城，组建了国内首个氮化镓产业研究院、江苏第三代半导体产业创新中心，全方位为第三代半导体产业发展提供“研发创新+创业孵化+规模产业化”一条龙支撑。今年，依托全省丰富的科教资源，江苏省政府联合苏州市政府、苏州工业园区共同建有江苏第三代半导体研究院，并与国家第三代半导体创新联盟合作组建了长三角第三代半导体产业联盟，加强产学研合作，共同推动产业整体发展。

2  苏州市第三代半导体产业发展不足

2.1 SiC领域发展相对滞后

目前，第三代半导体产业发展较为成熟的是SiC和GaN两个领域，而且SiC电力电子器件市场规模（3.9亿美元）远大于GaN的市场规模（0.5亿美元）。我国第三代半导体产业布局也对SiC和GaN两个领域进行着重布局，不断新增SiC产线。但苏州第三代半导体产业方向主要集中在GaN领域，SiC领域的企业很少，不利于第三代半导体整体产业竞争力的提升和长远发展。

2.2 技术产品面临应用难的挑战

第三代半导体材料及应用技术涉及材料、能源、交通、信息、装备和自动化等多个领域，多学科交叉、融合的特点明显，从基础研发到工程化应用的创新链也很长。苏州大部分GaN技术创新成果与下游企业实际应用之间存在着一定的断层，需对技术进行有针对性的二次开发，而GaN企业往往无力承担进一步的开发成本。同时，也有部分GaN技术企业为实现销售，在已有产品的基础上进一步开发下游产品，被迫延伸产业链，导致在企业研发、生产成本大幅提升，企业发展面临困难。

2.3 技术人才支撑面临不足

由于半导体产业技术人才交流和流动性很强，而产业制高点在上海、北京、深圳等经济发达地区，这些地区具有较强的人才吸引力，尤其对技术人才产生明显的虹吸效应，导致苏州半导体产业人才呈现不同程度的流失。而且第三代半导体产业处于发展初期，盈利能力不足，对技术人才的吸引力还不强。同时全市领军型人才相对缺乏，包括企业高管人才、高级技术型人才、高级市场人才，以及“大国工匠”式的软硬件兼备的工程技术人员和较高水平的操作技能人员。

2.4 关键设备和材料对外依存度较高

第三代半导体技术的进步高度依赖设备先进性和基础材料的研发进展。苏州半导体产业关键设备的对外依存度较高，目前发展基本停留在低端和拾遗补缺方面，高端装备材料几乎空白，这严重制约着产业未来发展并带来较大的不确定风险。而且第三代半导体材料研发具有投入大、周期长的特点，如实现SiC晶体生长的技术需要持续的研发攻关和工艺改进，虽然很多企业具备了一定的技术能力，但到目前为止仍只有美国、德国和日本的少数几家跨国公司掌握核心的生长技术，能够生产出较好的产品。而我国第三代半导体研发起步较晚，还处在早期阶段，原材料面临质量、制备问题，存在产业被卡的发展风险。

3  当前苏州市第三代半导体产业发展面临的机遇和挑战

3.1 发展机遇

3.1.1 当前是进入第三代半导体产业的最佳窗口期

现阶段，第三代半导体技术更新较快，国内和国际产业发展尚处于初级发展水平。国际半导体行业巨头还未形成专利、标准垄断，具有竞争力的产业规模尚未形成。这一时期，苏州加大力度率先布局和发展该产业将取得先发优势，有可能在半导体领域实现变道超车。

3.1.2 美国技术管制加速半导体国产化进程

随着中美贸易战越演越烈，美国开始对高技术产品出口尤其芯片进行管制，也促使华为等国内大型企业开始考虑生产和使用国产化芯片。美国管制会推进半导体生产供应链的国产化进程，尤其是提升国内终端厂商主动应用国产集成电路的积极性，为全市集成电路设计、生产和封装企业带来市场和发展机遇，推动产品品质快速提升。

3.1.3 江苏省出台政策举措为产业发展提供良好环境

江苏省注重战略新兴产业发展，对第三代半导体产业发展进行了前瞻布局，出台政策专门把氮化镓等第三代半导体纳入全省重点培育的新兴产业[4]，并统筹省新兴产业发展专项资金等各类政策资源予以集成支持。2018年，省委省政府专门召开科技创新工作会议，出台了“科技改革30条”，进一步下放科技成果使用权、处置权和收益权，为推动第三代半导体技术研发和成果转化构建了良好政策环境。同时，江苏充分发挥作为首批促进科技和金融结合试点省的优势，推出近百种科技金融专营特色产品，为包括第三代半导体在内的科技型企业营造了良好的投融资环境。

3.2 发展挑战

3.2.1 技术发展存在不确定性

在全球范围内，第三代半导体技术正处于快速突破阶段，仍有许多关键问题亟待解决，如GaN单晶衬底的结晶缺陷密度、大尺寸Si基GaN外延的应力控制和均匀性等，这些都是全球第三代半导体技术发展面临的共性问题。苏州发展第三代半导体产业，可借鉴的发展经验少，技术引进较为困难，为产业未来发展带来不确定性。

3.2.2 应用市场有待培育

第三代半导体产业具有爆发性增长潜力的应用领域，如半导体激光器、电力电子器件等，与国外相关产业和市场的差距还比较明显，落后程度甚于技术层面的落后程度。在标准、检测、认证等方面的行业配套与第三代半导体产业发展特点和需求不相匹配，尚未解决产品“能用-可用-好用”发展过程中的问题和障碍。

3.2.3 城市间竞争激烈

据不完全统计，2018年，包括北京、上海、深圳等超过13个地方政府出台了支持半导体，特别是集成电路产业发展的产业政策，其中深圳坪山区出台专门措施，从产业资金、发展空间、企业落地、人才队伍、核心技术攻关、产业链构建等方面对第三代半导体产业进行全方位支持[5]。江蘇省内除了苏州市外，徐州、南通也加大第三代半导体产业布局，也出现了一批骨干企业，挤占发展空间，为苏州产业发展带来直面竞争。

4  推動苏州市第三代半导体产业更好发展的对策建议

立足苏州第三代半导体产业发展优势，针对存在的不足，借鉴国内外促进产业发展的成功做法和扶持政策，苏州应进一步加大扶持力度，多举措推动第三代半导体产业整体快速发展。

4.1 补足SiC领域短板

SiC领域是第三代半导体产业发展的重要方向，现阶段其应用的市场规模远大于GaN的市场规模。苏州在集聚发展GaN领域的同时，应合理布局SiC领域发展，降低产业技术的不确定性而带来的发展风险。依托中科院微电子所苏州产业技术研究院，充分发挥中科院微电子所的技术研发能力，开展SiC领域的关键技术突破，逐步培育设立相关企业生产。全力支持张家港市、吴江区打造第三代半导体高地，统筹布局第三代半导体全产业链发展。通过产业链招商、财政支持、税收减免等方式，吸引三菱电机、罗姆半导体、北京天科合达、中科节能等具有技术优势的企业来苏州设立分公司或建立SiC电力电子器件生产线。

4.2 加强优质企业培育

采取资源集成支持方式，重点支持苏州纳维、苏州能讯、苏州纳睿、江苏华功等龙头骨干企业有效配置全省、全国创新资源，积极承担国家级、省级重大科技创新活动，快速突破核心关键技术。推动龙头骨干企业加大技术创新、管理创新和商业模式创新，建立研发和品牌优势。通过企业主导、政府支持，鼓励龙头骨干企业通过整合并购、兼并重组，快速成为拥有自主知识产权和核心技术、具备较强竞争力的大企业。通过抓大扶强、推进产业“链式集聚”，充分发挥龙头骨干企业在自主创新和产业发展中的创新引领与示范带动作用，迅速巩固和扩大苏州在第三代半导体领域的产业优势。聚焦第三代半导体领域，建设面向中小企业的技术创新平台和创业服务载体，提供产品开发、小试中试、检验检测、技术推广等公共技术服务，开展有针对性的创业辅导、成果转化、孵化等服务，推动中小企业集聚发展。

4.3 开展关键技术研发

设立第三代半导体技术攻关重大项目，加大对全市产业技术研发投入与扶持力度，引导科研机构和骨干企业开展第三代半导体领域关键共性技术研发。大力支持江苏第三代半导体产业创新中心、氮化镓产业研究院完善设施条件，联合国内领先的中科院半导体研究所、中科院微电子所、东南大学、南京邮电大学等科研院所和高校，以抢占产业技术制高点为目标，重点围绕技术发展方向进行研究，攻关共性关键技术瓶颈。积极推进第三代半导体产业领域的新型研发机构建设，打造高校院所、科研团队、社会资本等各方参与的多元化创新主体，结合产业发展和市场需求，通过消化吸收再创新，推动产业整体技术逐步提升。引导骨干企业建设一批省级工程技术中心和企业技术中心，加大技术研发投入，主动在产业链各个方面开展第三代半导体产业技术研发。

4.4 集聚产业人才队伍

围绕苏州产业发展亟需补足的SiC领域，持续研发的GaN衬底与外延等技术领域，以及开发半导体照明、激光器等创新应用领域，制定出台第三代半导体产业人才引进导向目录和创新创业人才专项计划，加大人才政策倾斜力度，组织开展招才引智专项活动，实现靶向引才。坚持“不为所有、但为所用”原则，重点引进第三代半导体领域的国内外领军人才和团队。对标全球第三代半导体领先企业，创建职业经理人培育计划，对来苏州创办企业的技术人员进行管理、财务、法律等技能的辅导，定期开办国际市场发展趋势和技术突破有关的知识讲座，逐步造就一批具有战略眼光、懂管理经营又熟悉产业技术复合型人才，带领企业实现快速成长。深化人才发展体制机制改革，率先在第三代半导体领域试点形成科研薪酬激励和成果转化激励机制，激发人才创新创业的动力和活力，吸引全省乃至全国人才来苏州发展。

4.5 推动产品应用示范

围绕半导体照明、激光器、电力电子器件、高频宽带等具有市场潜力的领域，设立第三代半导体产品应用专项，推动汽车、电子、通信、电力等领域的企业采用相关技术进行产品开发，占据市场制高点。通过政府采购及保险补贴方式，鼓励优先购买和使用代表第三代半导体未来技术发展方向的、首次投向市场但暂时还不具有市场竞争力的自主创新产品，进一步分散创新风险。全力推进第三代半导体研发设备更新和先进生产线布局，完善首台套重大装备保险试点财政支持政策，优先对相关企业的首台套重大装备投保给予保费补助。

参考文献：

[1]李春，邓君楷.第三代半导体产业概况剖析[J].集成电路应用，2017（02）.

[2]第三代半导体产业技术创新战略联盟.2018第三代半导体产业发展报告[R]. http：//www.casa-china.cn/a/service/.

[3]江苏省半导体行业协会.江苏省集成电路产业发展研究报告[M].北京：电子工业出版社，2018.

[4]江苏省政府.江苏省“十三五”战略性新兴产业发展规划[EB/OL].（2016-11-24）. http：//www.jiangsu.gov.cn/art/2016/12/23/art_46555_3614908.html.

[5]深圳坪山区政府.关于促进集成电路第三代半导体产业发展的若干措施[EB/OL].（2018-11-22）.http：//www.szpsq.gov.cn/#infoOpen.