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近年來，在政策的激勵以及市場的推動下，第三代半導體產(chǎn)業(yè)在全國范圍內(nèi)實現(xiàn)了迅猛發(fā)展，各地紛紛加大投資力度，擴產(chǎn)熱潮不斷升溫。進入2024年，多個國內(nèi)第三代半導體項目也取得了新的進展。
據(jù)芯師爺統(tǒng)計，近期披露的第三代半導體項目，集中于廣東、浙江、山東、福建等地，投資總額高達117.7億元，涉及芯片、襯底、外延片、石墨等多個領域，碳化硅（SiC）仍是擴產(chǎn)的主要焦點。
其中，剛剛揭牌啟用的深圳市第三代半導體材料產(chǎn)業(yè)園，以“地處中國工業(yè)第一城”、“寧王盯上的碳化硅項目”、“背靠SiC襯底產(chǎn)能規(guī)模國內(nèi)第一的天科合達”、“廣東省和深圳市重點項目、深圳全球招商大會重點簽約項目”等標簽，引起了業(yè)內(nèi)的廣泛關注。
01、“寧王”盯上的SiC新玩家，正式入局
2022年6月，號稱“寧王”的全球動力電池龍頭寧德時代，出資1.5億元，正式成為重投天科的第三大股東。深圳市第三代半導體材料產(chǎn)業(yè)園，也因此進入大眾視野。2024年2月27日，產(chǎn)業(yè)園正式揭牌啟用。
據(jù)了解，該項目位于深圳市寶安區(qū)石巖街道，總投資32.7億元，圍繞生產(chǎn)襯底和外延等制造芯片的基礎材料，重點布局了6英寸SiC單晶襯底和外延生產(chǎn)線，預計2024年襯底和外延產(chǎn)能達25萬片。
項目投產(chǎn)后將有效解決下游客戶在新能源汽車、軌道交通、分布式新能源、智能電網(wǎng)、高端電源、5G通訊、人工智能等重點領域的碳化硅器件產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的原材料基礎保障和供應瓶頸。
“寧王”盯上的重投天科，正是該項目實施主體和運營方。重投天科成立于2020年12月，專注于第三代半導體碳化硅襯底及外延的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。如今隨著產(chǎn)業(yè)園的揭牌啟用，重投天科作為SiC新玩家，也將正式入局這一競爭激烈的新興領域。
事實上，除了大名鼎鼎的“寧王”，該項目還有多位重磅投資方，并各自發(fā)揮著不同的支持作用。
其中，項目的技術方、全球碳化硅龍頭天科合達，是國內(nèi)成立時間最早、規(guī)模最大的碳化硅材料制造商，其SiC襯底產(chǎn)能規(guī)模更是位居國內(nèi)第一、全球第四。近年來在半導體領域頻頻現(xiàn)身的深圳市重大產(chǎn)業(yè)投資集團有限公司（“深重投”），也是重投天科的投資方之一。A輪融資所引進的寧德時代，深度布局于新能源汽車和儲能領域，與眾多汽車廠商建立了深度合作關系，并投資了多家SiC廠商。
得益于強大的股東陣容，以及其集聚的產(chǎn)業(yè)資源，市場對重投天科這位后起之秀寄予厚望。
展望未來，重投天科稱將設立大尺寸晶體生長和外延研發(fā)中心，并與本地重點實驗室在儀器設備共享及材料領域開展合作，與重點裝備制造企業(yè)加強晶體加工領域的技術創(chuàng)新合作，聯(lián)動下游龍頭企業(yè)在車規(guī)器件、模組研發(fā)等工作上聯(lián)合創(chuàng)新，助力深圳提升8英寸襯底平臺領域研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化制造技術水平。
02、百億級市場，加速爆發(fā)
事實上，重投天科也是近年來第三代半導體產(chǎn)業(yè)爆發(fā)的一縷縮影。
作為第三代半導體材料的代表，SiC的禁帶寬度約是Si的3倍，擊穿電場強度約是Si的10倍，熱導率約是Si的3.2倍，可以滿足高溫、高功率、高壓、高頻等多種應用場景，主要應用于以5G通信、航空航天為代表的射頻領域和以新能源汽車、“新基建”為代表的電力電子領域。
2018年，特斯拉Model 3使用碳化硅MOSFET替代傳統(tǒng)的硅基IGBT，使車身成功減小了20%，由此引爆了碳化硅市場。此后，比亞迪、小鵬、吉利紛紛效仿布局碳化硅器件，以SiC為代表的第三代半導體也迎來了春天。根據(jù)Yole測算，僅SiC器件中的功率器件2027年市場規(guī)模預計達62.97億美元，復合年增長率約34%。
縱觀碳化硅產(chǎn)業(yè)，襯底是技術壁壘最高的環(huán)節(jié)，也是產(chǎn)業(yè)鏈價值量占比最高的環(huán)節(jié)。在制造SiC器件的過程中，襯底材料的成本占據(jù)了約47%的制造成本，襯底的發(fā)展成為了SiC產(chǎn)業(yè)化的核心驅動力。
與此同時，SiC襯底市場長期以來由美國、歐洲、日本三方壟斷，雖然天岳先進、天科合達等國內(nèi)廠商正在努力打破這種壟斷態(tài)勢，但Wolfspeed公司一家獨大的地位仍較牢固。
綜上考量，從襯底項目入手構建全產(chǎn)業(yè)鏈已成為了國內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“通用公式”。深圳寶安區(qū)的重投天科項目、北京順義區(qū)的晶格領域項目、南京江北新區(qū)的超芯星項目、河北保定淶源縣的同光晶體項目等，均為這一模式的典型代表。
據(jù)芯師爺統(tǒng)計，目前國內(nèi)各地在建SiC襯底項目總投資額超650億元，預計新增6英寸和8英寸產(chǎn)能將超290萬片。
從供給端觀察，當前SiC襯底的產(chǎn)能增長速度仍未能匹配下游市場的強勁需求，這直接導致了國內(nèi)SiC市場的供需失衡。鑒于此，重投天科項目所帶來的25萬片新增產(chǎn)能，不僅能促進項目的商業(yè)化進程，形成投資和研發(fā)的良性循環(huán)，還將推動碳化硅產(chǎn)業(yè)成本的降低，加快產(chǎn)業(yè)鏈的整體成熟與升級。
另一方面，國際龍頭的SiC襯底正從6英寸往8英寸發(fā)展，國內(nèi)生產(chǎn)則主要集中在4英寸到6英寸階段。隨著“6英寸、8英寸SiC襯底將是未來市場主流”的行業(yè)共識形成，相較于稍顯落后的4英寸、以及工藝和成本上仍面臨諸多挑戰(zhàn)的8英寸，6英寸襯底的應用市場需求相對穩(wěn)定，無需擔憂產(chǎn)能淘汰或轉型問題。因此，6英寸也成為了多地新建SiC襯底項目的首選。
03、城市產(chǎn)業(yè)布局的又一典范
從城市產(chǎn)業(yè)布局和產(chǎn)業(yè)集聚的角度出發(fā)，重投天科所建設的深圳市第三代半導體材料產(chǎn)業(yè)園，將串聯(lián)起SiC材料、封測、設備、應用等環(huán)節(jié)，有利于吸引設計、制造等環(huán)節(jié)企業(yè)集聚，無疑是一個值得深入探討和研究的典型案例。
縱觀產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程，重投天科所處的寶安區(qū)借“三來一補”浪潮打下了扎實的制造業(yè)根基，吸引了富士康、華為等制造業(yè)領軍企業(yè)以及鵬鼎控股、明陽電路等PCB企業(yè)在此起家，并由此為基礎，成功打造成為全國電路板云集地，推動電子信息產(chǎn)業(yè)鏈的上下游環(huán)節(jié)持續(xù)向此集聚。
這個過程中，當?shù)氐?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E9%9B%86%E6%88%90%E7%94%B5%E8%B7%AF%E4%BA%A7%E4%B8%9A/">集成電路產(chǎn)業(yè)鏈日臻完善，培育出康源半導體、愛協(xié)生科技、盛元半導體等國家級“專精特新”小巨人企業(yè)，并促使容大感光、勁拓股份、標譜半導體等相關企業(yè)向半導體領域轉型。目前，這一產(chǎn)業(yè)集群已經(jīng)發(fā)展成為近千億級規(guī)模，初步形成了包括設計、制造、封測、設備、材料在內(nèi)的全產(chǎn)業(yè)鏈生態(tài)鏈。
橫向對比深圳、北京、上海主要城區(qū)的IC產(chǎn)業(yè)規(guī)模；圖源：芯師爺
作為“中國工業(yè)第一城”，深圳在最新的集成電路產(chǎn)業(yè)布局中，計劃形成“東部硅基、中部設計、西部化合物”全市一盤棋的空間布局。其中，重投天科所處的寶安區(qū)，被定位為化合物半導體集聚區(qū)，致力于打造從材料到芯片制造、到器件應用完整的寬禁帶半導體產(chǎn)業(yè)鏈條。
產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中，深圳還制定了化合物半導體趕超工程，并在國內(nèi)率先提出利用“虛擬全產(chǎn)業(yè)鏈（VIDM）”模式發(fā)展第三代半導體產(chǎn)業(yè)的思路。而作為“戰(zhàn)略支撐深圳打造全國第三代半導體技術創(chuàng)新高地的市級重大項目”，深圳市第三代半導體材料產(chǎn)業(yè)園的啟用，也標志著該模式實施的關鍵一步已經(jīng)邁出。
圖源：前瞻產(chǎn)業(yè)研究院
著眼于技術層面，SiC器件經(jīng)常在惡劣的環(huán)境中工作，因此對封裝材料、結構和技術的要求更高。而據(jù)寶安區(qū)半導體行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，寶安半導體封測設備產(chǎn)業(yè)集群共有企業(yè)55家，現(xiàn)已形成完備產(chǎn)業(yè)鏈，涵蓋了18類核心封裝設備，實現(xiàn)半導體封測設備全覆蓋。
從此來看，隨著重投天科項目的揭牌啟用，疊加當?shù)匕雽w封測設備產(chǎn)業(yè)集群的深厚基礎，有望與SiC產(chǎn)業(yè)集群產(chǎn)生聯(lián)動效應，吸引設計、制造等環(huán)節(jié)企業(yè)落地集聚。
縱觀全國，這些成果已經(jīng)超過了我國不少大城市
此外，作為深圳這座“中國工業(yè)第一城”的工業(yè)大區(qū)，寶安擁有制造業(yè)企業(yè)多達5.35萬家，占比超過全市的三分之一。以智能終端產(chǎn)業(yè)集群為例，當?shù)丶兄?00家智能終端研發(fā)制造和配套企業(yè)，如立訊精密、欣旺達、長盈精密等。
可以預見的是，隨著當?shù)?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E6%99%BA%E8%83%BD%E7%BD%91%E8%81%94%E6%B1%BD%E8%BD%A6/">智能網(wǎng)聯(lián)汽車、智能制造、激光設備等先進制造業(yè)的發(fā)展，以及區(qū)內(nèi)新工業(yè)化進程的加速轉型升級，將為SiC產(chǎn)業(yè)提供更為廣闊的芯片應用市場空間，打通產(chǎn)業(yè)鏈最后一環(huán)。
下載ECAD模型
