這幾天，第三代半導(dǎo)體又雙叒叕火了，火的程度不亞于年初小米推出氮化鎵快充引起的熱浪。
這次引起關(guān)注的主要原因是網(wǎng)上流傳的一個(gè)消息，據(jù)業(yè)內(nèi)權(quán)威人士透露，我國(guó)計(jì)劃把大力支持發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，寫(xiě)入正在制定的“十四五”規(guī)劃。
第三代半導(dǎo)體主要應(yīng)用于功率器件和射頻器件，對(duì)制程工藝要求沒(méi)那么高，但又是一個(gè)嚴(yán)重落后的領(lǐng)域，如果在這方面能夠?qū)崿F(xiàn)逆轉(zhuǎn)，
也是一種策略。
什么是第三代半導(dǎo)體?
從半導(dǎo)體的斷代法來(lái)看，硅(Si)、鍺(Ge)為第一代半導(dǎo)體，特別是 Si，構(gòu)成了一切邏輯器件的基礎(chǔ)，我們的 CPU、GPU 的算力，都離不開(kāi) Si 的功勞;砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)為第二代半導(dǎo)體的代表，其中 GaAs 在射頻功放器件中扮演重要角色，InP 在光通信器件中應(yīng)用廣泛……
而到了半導(dǎo)體的第三代，就涌現(xiàn)出了碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石(C)、氮化鋁(AlN)等新興材料。
商道創(chuàng)投網(wǎng)5月21日官方獲悉：第三代半導(dǎo)體材料SiC(碳化硅)單晶襯底研發(fā)、制備以及銷售公司同光晶體于近期完成數(shù)億元D輪的融資。本輪融資由聯(lián)新資本領(lǐng)投，浩瀾資本、北汽產(chǎn)業(yè)投資基金、云暉資本、梵宇資本聯(lián)合投資。
同光晶體：助力“中國(guó)芯”
成立于2012年5月，總部設(shè)于河北省，同光晶體主要從事世界上新一代半導(dǎo)體材料SiC單晶片的研發(fā)和生產(chǎn)，即第三代半導(dǎo)體材料碳化硅襯底。公司產(chǎn)品已涵蓋直徑4-6英寸導(dǎo)電型和高純半絕緣型碳化硅單晶襯底片，達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前，公司已建成完整的碳化硅襯底生產(chǎn)線，是國(guó)內(nèi)著名的碳化硅襯底生產(chǎn)企業(yè)。
同光晶體的第三代半導(dǎo)體研發(fā)成功，小小的晶片為電子業(yè)帶來(lái)革命性的變革，器件主要應(yīng)用于電子電氣領(lǐng)域包括5G通訊、新能源汽車、高壓快充、國(guó)防軍工、衛(wèi)星、雷達(dá)等。打破發(fā)達(dá)國(guó)家長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)我國(guó)的技術(shù)封鎖和產(chǎn)品禁運(yùn)，有效破除制約碳化硅中下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸，帶動(dòng)電力電子、光電、微波射頻等行業(yè)千億產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為我國(guó)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)奠定了重要基礎(chǔ)。
同光晶體在科研方面與院士團(tuán)隊(duì)建立了緊密的聯(lián)系，成立了“院士工作站”、“SiC單晶材料與應(yīng)用研究聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室”，設(shè)立了“中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究成果轉(zhuǎn)化基地”，作為“高層次創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”得到河北省人民政府表彰;同時(shí)承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家科研項(xiàng)目公司內(nèi)設(shè)立院士工作站及博士后流動(dòng)站。公司的聯(lián)合研發(fā)中心與院士團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行課題研究。搭建第三代半導(dǎo)體材料檢測(cè)平臺(tái)，有效推動(dòng)科技創(chuàng)新要素加速聚合，促進(jìn)科技創(chuàng)新資源的集成開(kāi)放和共建共享，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高端晶片的市場(chǎng)空白。
半導(dǎo)體材料作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，經(jīng)歷了數(shù)代的更迭，以碳化硅(Sic)及氮化鎵(GaN)為代表的第三代半導(dǎo)體，具有高頻、高效、高功率、耐高壓、耐高溫、抗輻射等特性，可以實(shí)現(xiàn)更好的電子濃度和運(yùn)動(dòng)控制，特別是在苛刻條件下備受青睞，成為未來(lái)超越摩爾定律的倚賴。
與第一二代半導(dǎo)體材料相比，第三代半導(dǎo)體材料具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場(chǎng)、更高的熱導(dǎo)率等性能優(yōu)勢(shì)，所以又叫寬禁帶半導(dǎo)體材料。根據(jù)CASAResearch數(shù)據(jù)，消費(fèi)類電源、商業(yè)電源和新能源汽車為Sic、GaN電子電力器件的前三大應(yīng)用領(lǐng)域，分別占比28%、26%和11%。
在第一二代半導(dǎo)體材料的發(fā)展上，我國(guó)起步時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)慢于其他國(guó)家，導(dǎo)致在材料上處處受制于人，但是在第三代半導(dǎo)體材料領(lǐng)域國(guó)內(nèi)廠商起步與國(guó)外廠商相差不多，有希望實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的追趕，完成國(guó)產(chǎn)替代。
第三代半導(dǎo)體材料主要應(yīng)用于功率器件和射頻器件，目前以碳化硅、氮化鎵為代表，兩者可廣泛應(yīng)用于5G通訊、新能源汽車、軌道交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。在當(dāng)前國(guó)際形勢(shì)下，中國(guó)第三代半導(dǎo)體供應(yīng)鏈正在加速本土化。隨著5G、新能源汽車、消費(fèi)電子等行業(yè)的快速發(fā)展，碳化硅和氮化鎵產(chǎn)業(yè)和相關(guān)企業(yè)將迎來(lái)空前的發(fā)展機(jī)遇。亞化咨詢預(yù)計(jì)，未來(lái)幾年內(nèi)全球SiC和GaN器件市場(chǎng)將保持25%-40%的高增速。
然而，隨著國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體材料的生產(chǎn)技術(shù)不斷優(yōu)化，質(zhì)量品控的提升、產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同發(fā)展，預(yù)計(jì)在2025年SiC單晶襯底成本便會(huì)降至Si基板的2倍，屆時(shí)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)將迎來(lái)第三代半導(dǎo)體材料應(yīng)用爆發(fā)期，應(yīng)用市場(chǎng)將達(dá)到170億元規(guī)模，其中絕大部分應(yīng)用將集中在功率器件方面。
半導(dǎo)體業(yè)內(nèi)有句俗語(yǔ)說(shuō)，“一代材料一代器件，一代器件一代應(yīng)用”，新興材料的崛起是半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然路徑。鄭清超告訴36氪，公司早在初創(chuàng)時(shí)期便意識(shí)到半導(dǎo)體材料的進(jìn)步對(duì)下游應(yīng)用有直接且深遠(yuǎn)的影響。同光晶體從2012年創(chuàng)建以來(lái)便決心扎根在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的最上游，通過(guò)不斷打磨產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)，不斷擴(kuò)充產(chǎn)能，為下游廠商提供良率更高，性能參數(shù)更優(yōu)，成本更低的SiC單晶襯底材料。
伴隨著新能源汽車、5G通訊、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)等行業(yè)的快速發(fā)展，碳化硅器件及碳化硅基氮化鎵器件產(chǎn)品的需求也將不斷攀升，從而拉動(dòng)全球碳化硅襯底的需求。
在碳化硅襯底制造這塊兒，隨著全球6英寸碳化硅襯底生產(chǎn)技術(shù)的成熟完善、產(chǎn)品質(zhì)量與穩(wěn)定性的逐步提高，國(guó)際上第三代半導(dǎo)體外延及器件廠商對(duì)于量產(chǎn)用碳化硅襯底的需求已大體從以往的4英寸產(chǎn)品為主為升級(jí)到6英寸產(chǎn)品為主。盡管Cree正在建設(shè)及擴(kuò)產(chǎn)其全世界第一個(gè)8英寸碳化硅襯底的工廠，蛋在8英寸碳化硅襯底尚未實(shí)現(xiàn)成熟商業(yè)化的前提下，預(yù)計(jì)未來(lái)約5年內(nèi)6英寸碳化硅襯底產(chǎn)品仍是碳化硅襯底市場(chǎng)的主流。
為什么說(shuō)第三代半導(dǎo)體是中國(guó)大陸半導(dǎo)體的希望?
第一，第三代半導(dǎo)體相比較第一代第二代半導(dǎo)體處于發(fā)展初期，國(guó)內(nèi)和國(guó)際巨頭基本處于同一起跑線。
第二，中國(guó)有第三代半導(dǎo)體的應(yīng)用市場(chǎng)，可以根據(jù)市場(chǎng)定義產(chǎn)品，而不是像之前跟著國(guó)際巨頭做國(guó)產(chǎn)化替代。
第三，第三代半導(dǎo)體難點(diǎn)不在設(shè)備、不在邏輯電路設(shè)計(jì)，而在于工藝，工藝開(kāi)發(fā)具有偶然性，相比較邏輯芯片難度降低。
第四，對(duì)設(shè)備要求相對(duì)較低，投資額小，國(guó)內(nèi)可以有很多玩家。在資本的推動(dòng)下，可以全國(guó)遍地開(kāi)花，最終走出來(lái)幾家第三代半導(dǎo)體公司的概率很大。
第三代半導(dǎo)體的風(fēng)口來(lái)了，那么各懷心思蹭熱點(diǎn)的現(xiàn)象也層出不窮。氮化鎵(GaN)，在應(yīng)用上早已不是新鮮事，氮化鎵(GaN)之所以被選出來(lái)作為半導(dǎo)體材料的初衷，為了藍(lán)光LED而生。現(xiàn)在政策利好的第三代半導(dǎo)體，主要應(yīng)用于射頻、功率等領(lǐng)域，是一個(gè)升級(jí)的應(yīng)用過(guò)程。
