华为投资的这个产业,能不能让中国弯道超车?

服务机器人 2024-12-12 12:57www.robotxin.com女性服务机器人

华为无疑是半导体领域深耕细作、布局全面的领军企业,其哈勃投资更是行业风向的标杆。

自从哈勃投资于2019年成立以来,其在半导体行业的各个角落都留下了深刻的足迹。特别是第三代半导体,更是其重点布局的领域之一。

最近,华为投资的北京天科合达公司成功研发出“8英寸碳化硅衬底”,这一消息振奋人心。这是号称第三代半导体行业技术难度最高的产品,此前只有少数公司如英飞凌、Wolfspeed和意法半导体等能够掌握。这一成果的诞生,无疑为中国半导体产业注入了一剂强心针,特别是在美国商务部工业(BIS)宣布更新出口管制后。

当我们谈论“第三代半导体”时,许多国际巨头可能会感到困惑,因为他们并不了解这个名词的实质含义。事实上,“第三代半导体”的标准名称是“宽禁带半导体”,这是国内为方便招商而创造的一个名词。

一位资深从业者指出,“第三代半导体”与第一、二代半导体之间不存在迭代关系,其应用场景也远远不能与第一代半导体相提并论。尽管如此,这并不意味着第三代半导体没有发展前景。实际上,随着新能源汽车行业的爆发,第三代半导体的市场需求正在快速增长。

这个名词下,许多人认为它能解决中国芯片行业被“卡脖子”的问题,甚至被视为中国实现“弯道超车”的机会。但这种观点其实是对第三代半导体的误解。

澄清误解前,我们需要明确半导体的“迭代”在国内是如何定义的。所谓的几代半导体,其实是以衬底材料作为区分标准。日常生活中我们接触到的形态各异的芯片,是由晶圆切割后封装而成。而晶圆制备包括衬底和外延两大工艺环节,可以简单理解为衬底是加工一切芯片的基础。

传统上,硅基半导体被视为第一代半导体,95%以上的芯片使用的材料仍然是单晶硅。第二代半导体则以砷化镓、磷化铟材料为代表,具有高频、抗辐射等特性,应用于国防、航空航天、卫星通讯等领域。至于备受关注的第三代半导体,其标准名称应为“宽禁带半导体”,以碳化硅、氮化镓为代表,具有更高的禁带宽度,适用于高温、高压、高功率场景。

尽管第三代半导体的优势在于节能,应用领域在不断扩大,但它与我们的日常生活并没有过多的直接关联。而且,它最大的优势在于节能,并不能取代硅基半导体的地位。以我们每天使用的智能手机为例,其核心是处理器芯片及协处理器芯片,属于逻辑芯片,对制程工艺要求极高。而第三代半导体的应用场景主要集中在功率器件领域,如电子装置中的电能转换与电路控制的核心部分。

“所谓靠第三代半导体解决先进制程被‘卡脖子’的问题完全是无稽之谈,”这一概念也并非中国实现弯道超车的机会。希望借助第三代半导体解决我国面临的技术挑战可能是一个误区。“弯道超车”需要更多的技术创新和研发投入,而非单一的技术路径依赖。第三代半导体并未被边缘化。相反,由于其独特的耐高温和导热性能,它在新能源汽车领域找到了广泛的应用空间,成为了功率器件的理想替代品。尤其在新能源汽车市场中,第三代半导体正在开启一场变革。

特斯拉无疑在这场变革中发挥了引领作用。中信证券对特斯拉Model 3的拆解研究显示,这款车型采用了SiC MOSFET技术替代传统的IGBT,显著减小了体积和功耗,同时提升了车辆的续航里程。这标志着Model 3成为了全球首款在电机控制器中应用SiC MOSFET的电动车。这样的技术革新迅速被其他新能源厂商所效仿,并在中国第三代半导体产业中点燃了一场革命。

中国的半导体投资人和创业者们对此深有体会。在特斯拉的带动下,资本开始大量涌入第三代半导体产业。尽管在2019年之前,这个领域并未出现投资过热的现象,甚至可以说处境艰难。但实际上,中国对于第三代半导体材料的探索从未停止。

早在21世纪初,山东大学晶体研究所就开始了碳化硅材料的研究。而在国内第三代半导体产业的初期,几乎完全是民间资本在驱动,地方和官方少有介入。但创业者们为宽禁带半导体换上了通俗易懂的名字——“第三代半导体”,并开始了漫长的技术产业化之路。

幸运的是,随着第三代半导体产业的不断发展,开始重视这一领域的发展。国务院将其列为发展重点后,国内企业纷纷扩大项目投资,行业正式进入快速发展期。尤其值得一提的是,第三代半导体项目得到了大量的资金支持,而特斯拉Model 3的成功应用更是为其他新能源汽车厂商指明了方向。它们纷纷效仿特斯拉,将第三代半导体器件应用于新车中。这些动作无疑加速了整个行业的发展步伐。值得一提的是,华为也在这个时期加入了这场变革的行列,通过哈勃投资等方式积极支持第三代半导体产业的发展。华为的投资不仅为天岳先进等公司提供资金支持,更重要的是加速了整个行业的投资进度。第三方调研机构的数据显示,随着华为等企业的加入,第三代半导体的投资金额和投资事件数量都呈现出快速增长的态势。这不仅为产业内的公司带来了巨大的发展机遇,也为整个行业注入了新的活力。在这样的大背景下,国内的新能源车企也开始效仿特斯拉,将第三代半导体器件应用于新车中,以期在激烈的市场竞争中取得更大的优势。第三代半导体在新能源汽车领域的应用前景广阔,它正在引领一场技术革命,为全球的新能源汽车产业注入新的动力。随着技术的不断进步,第三代半导体产业正在迎来其历史性的市场爆发阶段。以比亚迪汉EV车型的下线为标志,搭载碳化硅MOSFET模块的它,显著提升了加速性能和续航能力。不久之后,蔚来ET7也加入了这一行列,采用了具备碳化硅功率模块的第二代高效电驱平台。

这一现象,正如《2020“新基建”风口下第三代半导体应用发展与投资价值白皮书》所预测的那样,我国第三代半导体市场规模正在急速扩大。2019年,其规模仅为94.15亿元,但预计2025年将达到惊人的623.42亿元。

地方也在积极引进第三代半导体项目,犹如一场产业革命,在全国范围内遍地开花。据第三方分析机构芯谋研究的报告,2020年我国各地方发布的第三代半导体相关政策就多达数十条,覆盖了超过十个省份。

尽管市场景象看似欣欣向荣,国内第三代半导体企业似乎并未真正被市场所接受。投资的热潮过后,似乎并未带来预期的市场效应。仿佛是一场狂欢后的冷清,让人不禁感叹。

就如同一位业内人士向虎嗅透露的,尽管华为曾经对第三代半导体表现出极大的热情,但在2022年年初,这种热情似乎突然冷却。哈勃投资入股特迪斯半导体后,华为再也没有涉足第三代半导体行业。有研究显示,目前国内第三代半导体产业的发展水平可能还未达到华为造车的需求标准。

以比亚迪为例,其在碳化硅器件的采购上,大部分依赖博世和意法半导体等国外厂商,国内厂商暂时无法与之合作。这是因为目前碳化硅器件的成本端,国外更具优势。国内企业在良率上仍有较大的差距,理想状态才能达到50%的良率,且只有少数国内厂商的产品能满足车规级的稳定性要求。

云岫资本合伙人兼首席技术官赵占祥指出,第三代半导体在制造、器件、封装、材料等方面的工艺尚未成熟,具体应用也尚未在细分市场中广泛使用。生产工艺和市场应用上还需更多努力。

第三代半导体产业属于偏工艺端的产业,设计难度相对较低,但工艺上的难度却很大。由于碳化硅的材质特殊,其莫氏硬度极高,加工难度远超硅基半导体。虽然碳化硅芯片端有六七成的工艺流程与硅基半导体相同,但核心工序的加工条件却完全不同。

材料的硬度与脆性往往正相关,碳化硅的高硬度使其在加工过程中存在碎片和卷曲的风险。尽管国内企业在努力追赶,但在良率上仍远不及国外企业。国外的行业巨头如意法半导体、Wolfspeed等,都掌握了一定的准入门槛技术,使得国内企业在短时间内难以与之竞争。据统计,这五家企业已经掌握了全球88%的碳化硅市场份额。

除了技术与工艺的差距,国内对于第三代半导体应用端的开发也相对滞后。特斯拉Model3改用全车碳化硅为国内车企提供了一个借鉴的起点,但类似的应用端创新仍是国内需要补足的部分。实际上,包括碳化硅在内的第三代半导体产业在国内有着巨大的增量市场。

虽然国内第三代半导体产业面临诸多挑战,但随着技术的不断进步和市场的日益扩大,我们仍有机会在这一领域取得突破并实现赶超。在光伏逆变器产业领域,中国拥有全球最大的三家企业:阳光电源、华为智能光伏、锦浪科技。这些领军企业正在逐步将传统的硅基IGBT替换为碳化硅器件,以提高能量传导效率。据前瞻产业研究院统计,国内光伏逆变器市场规模已达惊人的460亿元。

若未来国内第三代半导体的应用市场得以打开,成本有望大幅降低,尽管技术方面尚需追赶国外巨头。一位资深从业人士透露,半导体行业内的规律是,当产能翻倍时,成本可降低至少18%。现实情况是,第三代半导体的投资趋势已经出现微妙变化。

不少地方已转向关注光伏等项目,对大型半导体项目的签约态度变得谨慎。尽管第三代半导体在前两年备受追捧,但实际落地项目寥寥无几。一些立项的项目因材料掌握不足、工艺把握不精准等问题中途夭折。更关键的是,设备的采购成为一大难题。目前,第三代半导体在芯片端的设备主要以二手六寸线设备为主,部分核心设备如注入机、光刻机等在国内尚无成熟解决方案,且这些设备在国外也因产线升级而停产。过去几年硅基半导体产能的扩张使得二手市场六寸线设备供不应求,给第三代半导体行业的投建带来挑战。

尽管新能源行业的崛起为第三代半导体产业创造了机遇,但业内人士指出,要实现“弯道超车”仍面临诸多困难。无论是产业规模还是核心竞争力,国内企业与国际巨头相比仍有不小差距。核心材料和工艺的掌握仍是关键,大部分公司倾向于保持核心工艺配方的非标准化,选择IDM模式,留给创业公司的空间有限。在一些特殊工艺或器件方面,仍有一些小公司凭借卓越能力找到了生存机会。

投资人对第三代半导体的热情高涨,但不少资深半导体投资人提醒,第三代半导体产业的爆发拐点尚未到来。相较于巨额投资,这个产业更需要的是时间和努力来解决产品与技术的难题。这个领域并不是一个可以通过大规模投资迅速取得突破的行业。对于投资者来说,需要保持理性,对于创业企业,更需要专注于产品和技术的精进。

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