四部门齐发声，这些芯片的未来值得关注

薛山

当仁不让的“发动机”：5G商用开始加速

9月8日，国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、财政部等四部门联合印发了《关于扩大战略性新兴产业投资，培育壮大新增长点增长极的指导意见》（下文简称《指导意见》），针对目前面对的形势提出了四大总体要求：聚焦重点产业领域、打造集聚发展高地、增强要素保障能力和优化投资服务环境。

作为全新一代通信标准，在经历了3G/4G时代“掌握标准就能掌握上游动能，进而推动下游产业持续演化”的历史之后，关于新标准的行业竞争达到了空前的高度，由于全世界都不知道5G将会带来怎样的变化，而这也是之所以被“卡脖子”的關键原因，毕竟4G时代的应用代表——短视频自媒体就已经被国产软件牢牢把控。

“哪里有压迫，哪里就有反抗。”既然通信标准是整个数字产业的绝对上游，而5G方面的技术我们又走在了全世界的前头：华为、中兴、大唐、OPPO、vivo、联想等企业的5G专利族声明量占比达到了38%，比排名第二第三的韩国、美国之和还要高。再加上背靠庞大的用户市场，将5G作为发展先锋可以说是理所应当的选择。

事实上在今年3月新基建拉动了一波关注后，社会各界对5G的热情明显消退，这说明国内的5G布局已经迈过了关注度最膨胀的阶段，这个阶段会不可避免地带来过高的期待，所以随后必将迎来一波“与期待有落差”的低谷期，我们现在基本就处于这个阶段，比如你会听到很多“5G好像也没啥用？”的说法，要度过这个低谷期，就需要政策的扶持和应用方式的进化齐头并进，从而渐渐复苏，直至成熟，这个过程在3G/4G时代也都经历过。

作为全球最大的市场，我国在全球智能手机出货量中的占比达到了31%，而全球5G手机出货量的72%都来自中国（数据来源：Counterpoint 2020年第二季度报告），预计2020年全年全球5G手机出货量将达到2.78亿台，我国占比62%。从这个角度来看，民用5G终端在国内已是大势所趋。对于5G基建来说，现阶段的接入层基站设备通过增强型4G基站+5G基站，或将5G基站用户面直通4G核心网，就能在低改造成本的情况下实现非独立组网5G;承载网中传和回传技术方案已经确定，前传还需要进一步明确;SA独立组网核心网理论上近期就会陆续公布商用。考虑到5G频段频率高，信号穿透力差、传播距离短，因此利用超小型化的皮飞基站做室分也将成必然，这也是《指导意见》提出“将各级政府机关、企事业单位、公共机构优先向基站建设开放，研究推动将5G基站纳入商业楼宇、居民住宅建设规范”的原因，而5G的低时延优势在这个阶段将会得到爆发，车联网、工业互联网、远程医疗等应用开始显现，所以未来走向是非常明晰的。

第三代半导体有望实现超车

大力发展第三代半导体技术已经写入了“十四五”规划当中，拥有高度的优先权，那么什么是第三代半导体呢？

第一代半导体材料指的是硅材料，第二代半导体指的是砷化镓、磷化铟等，而第三代就是碳化硅、氮化镓、氧化锌、金刚石、氮化铝等等。需要注意的是，每一代之间并不是替代升级关系，更多还是在不同领域各司其职。

目前第一代硅芯片因其有着相对低的成本和仍未摸到天花板的性能，再加上极深的技术壁垒，仍然占据了95%的半导体市场，但硅材料禁带宽度较窄和击穿电场较低等物理属性限制了其在光电子领域和高频高功率器件方面的应用。而第二代半导体因其出色的光通信能力，在通信产业腾飞的大背景下得到了很好的应用，这两代半导体我国企业的落后幅度较大。

而第三代半导体的主要特点是禁带宽度大，以碳化硅为例，约为硅的3倍，导热率为硅的4～5倍，击穿电压为硅的8倍，电子饱和漂移速度率为硅的2倍。这些优势意味着第三代半导体适用于制造耐高温、高压、大电流的高频大功率器件，可大大减小开关导通损耗，较小的寄生电容也意味着可以成倍减小设备体积，减小铜等材料的消耗，因此非常适合射频器件，也正符合发展5G的需求，因为5G基站会使用大数量阵列天线来实现更大的无线数据流量和连接可靠性，这种架构需要相应的射频收发单元阵列配套，利用第三代半导体尺寸小、效率高和功率密度大的特点就能满足高集成度需求。而且最关键是就技术水平来说，我国与国外的差距相对第一第二代半导体要小很多，所以我国半导体的领军人物张汝京就曾表态，第三代半导体是我们超车的机会。

薄弱环节攻坚需要有“马拉松精神”

《指导意见》还提出要加快新材料产业强弱项，围绕保障大飞机、微电子制造、深海采矿等重点领域产业链供应链稳定，加快在光刻胶、高纯靶材、高温合金、高性能纤维材料、高强高导耐热材料、耐腐蚀材料、大尺寸硅片、电子封装材料等领域实现突破。显然，这些领域大多属于“红海市场”，技术壁垒也相对较高，攻坚难度大，国产需要很长的时间才能实现“自给自足”。

以光刻胶为例，我国的大部分光刻胶企业均涉及面板屏显领域，而且具备一定的竞争力，但半导体光刻胶技术水平离国际先进水平差距很大，国内企业市场份额不足40%，尤其是高分辨率光刻胶核心技术基本被日本和美国企业所垄断。根据中国产业信息网的分析显示，适用于6英寸硅片的436nm波长g线和365nm波长i线光刻胶的自给率约为20%，适用于8英寸硅片的248nm波长KrF光刻胶自给率不足5%，而适用于12英寸硅片的193nm波长ArF光刻胶完全依靠进口。目前来看，以科华微电子为代表的企业掌握了g/i线正性光刻胶、KrF光刻胶及配套试剂技术，正在进行ArF光刻胶的研发，与国际领先水平有较大差距。

目前来看，不少企业已经开始进军光刻胶领域，比如拟募资12亿元投入光刻胶等材料研发的雅克科技;拟使用1亿元超募资金投资的上海八亿时空先进材料有限公司（暂定名），由该公司投资建设研发平台，实施“先进材料研发项目”。其先进材料研发项目就包含了光刻胶方面。据悉，其重点研发平板显示用光刻胶、5G分子天线用光刻胶及半导体用光刻胶。

8英寸和12英寸大尺寸硅片方面，市场基本已被日、德、韩和中国台湾企业所垄断，日本信越、日本盛高、中国台湾环球晶圆、德国Silitronic和韩国LG这五大供应商的市场份额达到了95%。2009年金瑞泓打破了8英寸硅片全依赖进口的局面，2017年掌握了12英寸硅片核心技术，这开了个好头，而如上海新昇、超硅半导体、中环半导体以及立昂微等多家企业，目前宣布的12英寸硅片项目多达20个，总投资金额超过1400亿元，12英寸硅片总规划月产在2023年前后合计超过650万片。

后来居上，任重道远

总体而言，在5G、第三代半导体等新领域，我们相对国际水平有着较小的差距，甚至还有领先，这意味着未来的新生市场上我们有更高的概率抢占先机，但在传统半导体产业，特别是先进制程工艺上，从上游材料到制备设备我们显然都处于被“包围”的状态，所以现阶段的目标与其说是突围，不如说是先满足自给自足， 一步步走出困境，可以说是任重而道远。