國內第三代半導體再添新力。
作者 | 杜芹
2024年2月27日，由重投天科建設營運的第三代半導體材料產業園在寶安區正式啟用，此舉標誌著深圳乃至廣東省第三代半導體產業發展邁入了新的階段。
重投天科SiC基地啟用：發力在襯底和外延核心環節
深圳市第三代半導體材料產業園是廣東省和深圳市重點專案、深圳全球招商大會重點簽約專案。專案 總投資32.7億元，重點布局6英寸SiC單晶襯底和外延生產線， 占地面積73650.81平方米，建築面積179080.45平方米，建有研發辦公樓、綜合樓、襯底和外延生產廠房等建構築物和道路、管線、綠化等室外工程。
專案於2021年11月開工建設；2023年6月襯底產線正式進入試執行階段，並於12月滿產，超額完成年內生產任務。今年2月27日正式揭牌啟用。
深圳市重投天科半導體有限公司第三代半導體材料產業園
襯底和外延是SiC產業鏈中的核心，兩者占成本比例高達70%，其中襯底更是占總成本接近50%。 SiC襯底是產業鏈最關鍵也是最缺乏的一環， 直接制約SiC套用放量，全球都面臨著「缺襯底」的難題。這也是為何SiC器件廠商都與襯底廠商簽訂長約，來確保供應。當前，全球約80%的SiC襯底產自美國，Wolfspeed、Ⅱ-Ⅵ、Rohm是全球排在前三位的襯底廠商。
中國目前SiC襯底材料發展尚處於起步階段，產能不足、技術落後等問題制約了SiC器件的發展。據方正證券測算，預計2026年全球SiC襯底有效產能為330萬片，距同年629萬片的襯底需求量仍有較大差距。
該SiC生產基地的建設營運者是 深圳市重投天科半導體有限公司（以下簡稱「重投天科」）， 這家於2020年12月15日成立的企業。專案得到深圳市國資委和金融資本戰略入股加持，市場接受度高，資本撬動效應顯著。
值得一提的是，重投天科幕後股東陣容強大。其中 不僅有SiC襯底龍頭天科合達，還有下遊的電池龍頭寧德時代。 這無疑為重投天科提供了強有力的技術支持和市場拓展能力。據國際知名市場調研機構Yole報告顯示，天科合達2022年導電型SiC襯底營收占全球總營收的12.8%，較2021年大幅提升。該公司在國內市場的占有率約為60%，位居中國首位。是2022年國內市占率60%左右，全國第一的襯底企業。預計2023年天科合達在SiC單晶襯底行業位於全球排名第二，全國第一。
以市場需求為牽引，此次重投天科的SiC基地啟用，將有效彌補國內6英寸碳化矽單晶襯底和外延產能缺口，逐步擺脫對進口碳化矽材料依賴。據重投天科介紹，預計今年SiC襯底和外延產能達25萬片。隨著該專案投產、滿產，將有效帶動軌域交通、新能源汽車、分布式新能源、智能電網、高端電源、5G通訊、人工智能等重點領域的升級換代。
國內SiC專案建設，盛況空前
近年來，隨著新能源汽車、光伏發電、儲能等下遊套用領域的持續滲透，SiC作為半導體新材料在這些領域發揮著重要的作用。Yole Intelligence在其2023年釋出的功率SiC市場報告中預測，到2028年，全球功率SiC器件市場的規模將達到近90億美元，較2022年增長約31%。SiC半導體的整體市場規模呈現出穩步擴大的趨勢。
在眾多市場套用中，新能源汽車以70%的市場份額占據了絕對主導地位，而當下，中國已成為全球最大的新能源汽車生產國、消費國和出口國。據【日本經濟新聞】的報道，2023年以新能源汽車為引擎，中國汽車出口首次超過日本躍居世界首位。
面對火爆的市場行情，中國的SiC產業正迎來關鍵的發展機遇。
自2016年7月國務院釋出「十三五」國家科技創新規劃以來，第三代半導體芯片的發展便受到了政府的高度重視，並在不同地區獲得了積極響應和大規模支持。到了2021年8月，工信部進一步將第三代半導體列入「十四五」產業科技創新發展規劃，進一步為國產SiC市場的成長註入了動力。
圖源：雲岫資本
在市場和政策的雙輪驅動下，國內SiC產業專案建設正如雨後春筍般迅速湧現，呈現出遍地開花的局面。據我們不完全統計，截至到目前，至少在17個城市中都布局了SiC相關的建設專案。其中江蘇、上海、山東、浙江、廣東、湖南、福建等地已成為SiC產業發展的重要聚集地。 特別是隨著重投天科的新專案投入生產，將進一步補強廣東乃至整個國內第三代半導體產業鏈。
從電路板起家，寶安區邁向半導體新高地
在全球第三代半導體產業競爭日趨激烈的大背景下，廣東聚力打造中國整合電力第三極，深圳更是率先提出第三代半導體「虛擬全產業鏈（VIDM）」發展模式。 此次重投天科所在地—寶安—近年來半導體和集成電路產業加快擴張，正在迅速崛起為深圳「芯版圖」中重要的一員。
這點從寶安區的行業增加值就可見一斑。2023年寶安半導體與集成電路產業增加值接近200億元，約占全市的1/3，集群增加值、規上企業數量均為全市第一。
寶安區在封裝測試與器材開發、分立器件制造等環節已經具備產業集聚優勢，形成了以景旺、明陽、迅捷興科技、中富電路等上市企業為龍頭，以康源半導體、愛協生科技、容大感光、盛元半導體等國家級「專精特新」小巨人企業為支柱，以鵬鼎、勁拓自動化、精誠達電路單項冠軍企業為骨幹的企業集群。去年，寶安半導體封測器材產業集群入選廣東省中小企業特色產業集群名單。
20世紀80年代從電路板起家的寶安，如今正以強勁的發展勢頭，往IC產業更多領域延伸。去年，寶安出台了【寶安區培育發展半導體與集成電路產業集群實施方案（2023—2025年）】，確定了三大目標、「2+4」空間格局和六大方向。其中六大方向為先進制造、第三代半導體、先進封測、材料裝備配套、高端芯片和分銷服務，預計到2025年實作產值突破1200億元。另外，寶安去年還出台了【寶安區關於促進半導體與集成電路產業發展的若幹措施】。
IC制造領域是寶安區力爭突破的方向。 目前，寶安區已經集聚了華潤微12英寸、年產48萬片功率芯片生產線、禮鼎高階半導體封裝載板專案等制造專案。與此同時，時創意儲存集成電路產業基地專案（專案投產後預計年產值達25億元）、景旺電子IC載板專案當前正在加快建設當中。隨著重投天科產業園的啟用將助力深圳，串珠成鏈打通從「芯片設計-襯底外延材料-芯片制造-分立器件-封裝測試-裝備制造」全產業鏈的關鍵節點工程。
8英寸SiC襯底是重投天科的下一布局。 盡管當前市場上6英寸SiC襯底占據著主導地位，但出於降低成本的考量，行業的發展趨勢已逐漸在向8英寸轉變。根據GTAT公司預測，8英寸襯底比6英寸的成本降低20%-35%。目前，Wolfspeed、ST、Coherent、Soitec、三安、泰科天潤、芯聯整合等國內外著名SiC生產廠商已經開始逐步轉向8英寸襯底。
8英寸SiC襯底梯隊加速進階 （來源：TrendForce）
在此背景下，重投天科規劃在未來建立大尺寸晶體生長及外延技術研發中心。公司將與本地關鍵實驗室合作，在儀器器材共享和材料研究領域展開合作。此外，重投天科計劃與主要裝備制造商加強晶體加工技術的創新合作，並與下遊領先企業在車用器件和模組研發等方面進行聯合創新。這些措施旨在 提升深圳在8英寸襯底平台領域的研發及產業化制造技術水平。
總體來看，作為深圳半導體產業的重要聚集地，寶安區初步形成了包括設計、制造、封測、器材、材料在內的全產業鏈生態鏈，一應俱全。 IC產業已成長為寶安5個千億級產業集群之一。隨著更多專案的落地和產業鏈的完善，將為寶安譜寫「芯」未來。
結語
以SiC為主要代表的第三代半導體一致被認為是在整個半導體領域中極具發展潛力的細分領域之一，中國在第三代半導體有器材、材料、制造、套用全產業鏈優勢，有望建立全球競爭力。重投天科寶安區的這一專案不僅為本地半導體產業帶來了新的發展動力，也為國內第三代半導體產業的前景註入了信心。
