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大，第三代化合物半導體產(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體產(chǎn)業(yè)大會上，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驗室為載體，構建化合物半導體設備、材料、設計、芯片、器件、模塊、制造、封裝、檢測的全產(chǎn)業(yè)鏈體系。

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

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第三代半導體產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長吳玲在接受第一財經(jīng)記者采訪時指出，與集成電路相比，化合物半導體制造對下游制造環(huán)節(jié)設備的要求相對較低，投資額相對較小，還能在一定程度上擺脫對高精度光刻機為代表的加工設備依賴，是我國在半導體領域實現(xiàn)突圍的關鍵賽道，將對未來國際半導體產(chǎn)業(yè)格局的重塑產(chǎn)生至關重要的影響。

多地競逐新賽道

隨著單質(zhì)半導體材料工藝已接近物理極限，其技術研發(fā)費用劇增、制造節(jié)點的更新難度越來越大，“摩爾定律”的經(jīng)濟效益也在逐漸降低，這迫使全球半導體產(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)展先進功能材料技術，重點是第三代半導體材料”。2019年，氮化鎵單晶襯底、功率器件用氮化鎵外延片納入《重點新材料首批次應用示范指導目錄》。此后的“十四五”規(guī)劃綱要再次提出，在科技前沿領域攻關方面，集成電路領域包括設計工具、重點裝備和高純靶材等關鍵材料研發(fā)，先進存儲技術升級，碳化硅、氮化鎵等寬禁帶半導體發(fā)展。

為促進化合物半導體行業(yè)的發(fā)展，不僅國家鼓勵政策頻發(fā)，地方政府也積極響應。據(jù)第一財經(jīng)記者不完全統(tǒng)計，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、科研獎勵、人才培育、項目招商、生產(chǎn)激勵等多個方面，推動我國化合物半導體材料及器件研發(fā)，帶動我國各地半導體產(chǎn)業(yè)集聚加速。

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

江蘇無錫將化合物半導體產(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體器件和模塊的研發(fā)制造，并引導5G通信、新能源汽車、智能電網(wǎng)系統(tǒng)等領域企業(yè)推廣試用化合物半導體產(chǎn)品，提升系統(tǒng)和整機產(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芯片、光芯片兩大產(chǎn)業(yè)方向，涵蓋設計、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，為化合物半導體應用提供廣闊的市場空間。同時，半導體人才經(jīng)多年培養(yǎng)，工程技術和研究人員超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九峰山科技園建設。九峰山實驗室首席運營官趙勇向第一財經(jīng)記者介紹，九峰山科技園“一核”即九峰山實驗室科技創(chuàng)新核。今年3月，九峰山實驗室工藝中心8寸中試線正式通線運行，首批晶圓（高精密光柵）成功下線。這也標志著實驗室8寸0.15μm以上技術節(jié)點設備及工藝的全線打通，填補了國內(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)投資最高獎勵5億元、EDA創(chuàng)新最高補貼3000萬元、流片最高補貼2000萬元等的光谷集成電路專項政策，預計到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家細分領域龍頭企業(yè)，形成化合物半導體全產(chǎn)業(yè)的生態(tài)。

痛點堵點待疏通

“當前國際競爭已經(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年是化合物半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵期，我國急需形成有國際競爭力產(chǎn)品的批量化供應能力。”中國工程院院士、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會主任干勇在論壇上指出，第三代半導體產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的應用牽引的特點，但目前仍存在產(chǎn)學研上下游缺乏有效整合、鏈條不通暢、企業(yè)弱小散、低水平重復建設等問題。

趙勇也直言：“大家可能覺得痛點是從0到1，但是從1到10也很難，10到N更困難。”他認為，從技術突破的角度來看，即便科研從無到有做出來了，但是如果沒有相應的需求場景對其進行拉動，技術的突破就沒有地方可以使用。同時，新技術在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)，更需要通過應用對從實驗室走出來的技術和產(chǎn)品進行“催熟”。

中國工程院院士、華中科技大學校長尤政則指出，半導體是信息產(chǎn)業(yè)的基石，我國要憑借化合物半導體實現(xiàn)“彎道超車”，就必須加大產(chǎn)學研深度合作的力度，加強在化合物半導體領域學術型、工程型、技術型等多層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)，以重大項目為依托，加強行業(yè)關鍵核心技術攻關。

“從產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略制定技術戰(zhàn)略，從應用端定義需求，再反哺到設計和工藝等領域。”吳玲呼吁，大學、研究機構和企業(yè)要形成協(xié)同合作的機制，科研機構既要承接大學的基礎研究課題，不斷給大學出題，告訴學界產(chǎn)業(yè)的需求在哪里，同時又要對接業(yè)界的力量，幫助企業(yè)迭代研發(fā)能力，通過示范應用加速工程化技術迭代提升，培育細分領域龍頭企業(yè)，推動形成規(guī)?；a(chǎn)能力，提升我國化合物半導體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力和國際競爭力。

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