南方财经全媒体记者陈梦璇 南沙报道
新能源汽车、光伏和智能电网等产业发展驱动迅猛，推动了对以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体材料和器件需求的井喷式增长。
3月17日，由第三代半导体产业技术创新战略联盟和广州市南沙区第三代半导体创新中心主办，以“绿色低碳共创未来”为主题的第四届第三代半导体支撑新能源汽车创新发展高峰论坛在南沙举行，300多名来自各高校、科研院所、产业界的参会代表现场参会，共同探讨跨产业协同创新机制，推动第三代半导体国产材料和器件在新能源汽车产业的示范应用。
与会专家认为，当前，全球正值新的地缘政治下的半导体产业重塑的历史关键期。被誉为“现代工业粮食”的集成电路产业，未来5年将迎来发展的关键期，创新驱动和上下游产学研协作，仍是促进半导体产业发展的重要路径。
以创新和产业协同破题“缺芯”
“以第三代半导体为代表的化合物半导体主要面向超越摩尔技术，以开发集成电路之外的其它功能为核心标志，如微波射频、电力电子、传感、照明和生物芯片等。”中国工程院院士、国家新材料产业发展专家咨询委员会主任干勇介绍，从国际半导体产业发展趋势来看，随着硅半导体材料主导的摩尔定律逐渐走向其物理极限，以第三代半导体为代表的半导体新材料未来10年将对国际半导体产业格局的重塑产生至关重要的影响。
这一发展趋势也为中国工程院院士、西安交通大学教授郑南宁所认可：“目前世界主要经济体不断加大在半导体领域的投入，全球半导体市场保持了高速的增长。国际第三代半导体材料、器件实现了从研发到规模性量产的成功跨越，已进入产业化快速发展阶段，在新能源汽车、高速列车、5G通信、光伏并网、消费类电子等多个重点应用领域实现了突破。”
回到国内，郑南宁观察到，当前正值新的地缘政治下全球半导体竞争力重构的历史关键期，国内第三代半导体产业化核心技术取得突破、产业布局较为全面、市场应用逐步开启，自主可控能力逐渐增强，整体竞争力不断提升，但支持半导体产业发展仍需有效市场和有力政府的支持。
在新能源汽车应用场景中，第三代半导体具备耐高压、耐高温、高频等特性，是实现新能源汽车电控系统高效率、高可靠性、高功率密度以及高集成度的关键。碳化硅作为第三代半导体材料，是半导体与新能源汽车赛道的黄金交汇点。
科技部原副部长、十三届全国政协教科卫体委员会副主任、联盟指导委员会主任曹健林介绍，2022年我国第三代半导体功率电子在电动汽车及充电桩市场规模年均增速接近37.5%，是未来几年第三代半导体功率电子市场增长的主要驱动力。随着碳化硅正在越来越多地被用于新能源汽车牵引主逆变器、车载充电机OBC以及高低压DC-DC转换器中，碳化硅材料和器件的需求量被大幅拉动。
多位业界代表在分享观点时提到，目前国际上均大批量采用6英寸碳化硅单晶衬底材料技术，多家企业已推出8英寸产品，通过降低成本进一步打开应用市场。在干勇看来，国内虽然攻克了6英寸碳化硅单晶衬底技术，但是尚未实现大批量产业化。
“我国尚不具备自主生产面向车用电机控制的车规级碳化硅和氮化镓功率半导体材料的能力，几乎全部依赖进口，存在高端材料禁运、采购成本高、供货周期不稳定等突出问题，大尺寸、高质量的半导体晶圆材料的产业化进展缓慢，对下游的芯片行业的国内自主可控造成较大威胁。”干勇分析表示。
“创新对半导体行业尤为重要。我们要与国际一流水平并驾齐驱，就需要相关科研机构、企业持之以恒地探索和努力。”为破解“缺芯”困境，郑南宁认为，加强技术研究和原始创新，实现关键核心技术突破，以创新驱动产业高质量发展，同时坚持加强全球产业链、供应链的协作，仍然是半导体产业发展的重要路径。
“强芯”支撑新能源汽车产业“突围”
广东作为信息产业第一大省，在消费电子、通信、人工智能、汽车电子等领域拥有国内最大的半导体及集成电路应用市场。
近年来，广东抢抓新能源汽车发展机遇，实施汽车零部件产业“强链工程”，汽车产销量连续6年全国第一，汽车产业去年首次实现超万亿元营业收入，跻身全省第八个万亿元级产业集群。
新能源汽车产业快速发展撕开了碳化硅材料和器件的需求缺口。有专家指出，国内新能源汽车市场2027年预计等效六英寸碳化硅晶圆需求量将达到275万片，碳化硅器件市场将增长至69亿美元以上。
在《广东省制造业高质量发展“十四五”规划》中，明确了到2025年，广东半导体及集成电路产业营业收入突破4000亿元，集成电路设计水平进入国际先进行列，建成较大规模特色工艺制程生产线，产业链供应链自主可控水平进一步增强，打造我国集成电路产业发展第三极。
据广东省工业和信息化厅总工程师董业民介绍，广东坚持制造业当家，精准科学实施“广东强芯”工程，正全力构建集成电路产业发展“四梁八柱”，将发展第三代半导体作为重点方向，同时发挥广汽、比亚迪、东风日产等整车企业应用牵引优势，抢抓新能源汽车产业发展机遇，大力实施汽车芯片应用牵引工程，构建自主可控汽车芯片标准体系，建设汽车芯片应用验证公共服务平台，开展自主可控汽车芯片研发与应用推广示范，探索建立自主可控汽车芯片保险机制，大力促进广东乃至全国车规级芯片产业发展和上车应用。
去年，南沙汽车产业产值迈上两千亿级台阶，让南沙打造千亿级智能网联新能源汽车产业集群底色更足。 “汽车城”如何用“芯”突围，也是本次论坛的讨论焦点之一。
作为助力广东打造我国集成电路产业发展第三极的核心承载区，同时也是广州打造半导体与集成电路产业“一核两极多点”产业格局的其中一极，南沙重点打造宽禁带半导体设计、制造和封装测试全产业链基地。
南沙开发区党工委副书记谢伟介绍，近年来，南沙区聚焦汽车电子等应用领域，着力引进培育了芯粤能、芯聚能、晶科电子、联晶智能、南砂晶圆等一批龙头企业，初步形成了覆盖宽禁带半导体设计、制造、封测、材料全产业链完整生态，打造了国内仅有的以车规级第三代半导体产业链为核心的半导体和集成电路产业集聚区，构建“以新能源汽车应用为牵引，电力电子为主导”的第三代半导体产业创新发展高地。
“南沙定位为发展超越摩尔定律的化合物半导体，第三代半导体产业打下了良好的基础并取得了一定的技术突破，但在量产高性价比的半导体产品方面还任重道远。”第三代半导体产业技术创新战略联盟理事长吴玲受访时表示。
当下，由广东芯粤能半导体有限公司投资建设的广东“强芯工程”重大项目芯粤能碳化硅芯片项目已进入试投产阶段。该项目将建成年产24万片6英寸和24万片8英寸碳化硅晶圆生产线，产品主要包括碳化硅SBD/JBS、MOSFET、IGBT等功率器件，将应用于新能源汽车、工业电源、智能电网以及光伏发电等领域。
广东芯聚能半导体有限公司总裁周晓阳介绍，2022年芯聚能模块系列产品搭载量产乘用车已超过一万台，累计交付模块超过两万块。
“大湾区本身是半导体集成电路应用的最佳集聚区。我在上海工作了三十几年，最后到南沙来创业，最看重的还是南沙的区位优势和未来的发展前景。”周晓阳表示，今年芯聚能将推出更高水平的社会性产品和工业级碳化硅产品，未来还将在储能、光伏、逆变器、工业电源等方面实现突破，并积极对接港澳市场寻求合作。
