□ 本报记者 许愿 孙秦旺
第三代半导体被称为“未来电子产业基石”,指的是以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体材料,因性能优势,在半导体照明、新能源汽车、新一代移动通信、新能源并网、高速轨道交通等领域具有广阔的应用前景。
随着国际间产业竞争愈发激烈,第三代半导体产业成为各国必争之地。我省出台的《关于加快培育发展未来产业的指导意见》中明确,要优先发展10个成长型未来产业,第三代半导体被放在首位。江苏在该领域产业发展水平位居国内前列,代表性企业数量全国第一,关键材料与生产设备具有国际领先优势,正加快打造国内领先、国际先进的第三代半导体产业高地。
在这场关乎未来产业制高点的竞赛中,江苏凭什么脱颖而出?又将如何持续领跑?
双核闪耀,创新成果竞相涌现
在半导体业内,流传着这样一句话,“中国半导体看江苏,江苏半导体看无锡。”
无锡半导体产业有多强?半导体是集成电路的物理基础,而集成电路是半导体技术的主要应用方向。用无锡邑文微电子科技股份有限公司销售中心副总经理刘锋的话来说:“制作一片8寸的集成电路晶圆,不用出市,在无锡就能完成光刻、蚀刻、测试和封装等全部环节。”
6月,邑文科技自主研发的12英寸CCP介质层刻蚀机SPC12D正式交付成都比亚迪半导体;7月,首台12英寸CVD化学气相沉积设备SPV12D再入比亚迪产线。“短短一个月内,我们企业的两大核心设备相继落地交付,标志着邑文科技的国产装备已成功挺进12英寸半导体核心工艺圈,为车规级芯片制造装上‘中国芯’引擎。”刘锋感慨,“我们生产的设备被比亚迪、中国科学院、合肥晶合等预订,现在下单排产已到2026年初。”
在2024未来产业创新发展交流大会公布的“未来产业先行集聚发展试点”清单上,无锡市新吴区与南京市江宁区成功入选第三代半导体领域试点。
视线转向南京,走进位于国家第三代半导体技术创新中心(南京)平台,超净厂房里,科研人员坐在电脑前操控,一台台精密仪器自动化运行;生产车间里,自动测试台正在对一片已完工的6英寸SiC晶圆进行测试,比绣花针还要细的测试探针在芯片间高速移动……含“新”量十足的场景随处可见。
国家第三代半导体技术创新中心(南京)平台宋晓峰介绍,南京平台在整个产业生态中处于“中间枢纽”的位置,对上游可以牵引制造设备和衬底外延材料的技术进步,对下游可以输出国产的自主芯片,对应用端实现供给,推动全省乃至全国该行业重点突破和整体跃升。
自挂牌设立以来,创新中心不断取得突破。宋晓峰说,创新中心构建了第三代半导体共享平台,服务区域创新能力获得提升,面向新能源汽车、智能电网、轨道交通、5G通信等应用需求,服务于高校、企业和科研机构等区域内的创新主体。同时,重点开辟新能源汽车电驱芯片、电网用超高压芯片新赛道,成功研制国内首款万伏级SiC MOSFET和20kV SiC IGBT,并在国际首个35kV全SiC变电站等工程中实现示范应用。
引擎强劲,领先优势稳步扩大
无锡和南京第三代半导体产业的蓬勃发展,只是我省产业发展的缩影。徐州天科合达产品涵盖2—8英寸导电型和半绝缘碳化硅晶片,技术水平国内领先,卓远半导体拥有国内目前最为先进的第一条大英寸金刚石基片研发线……江苏在该领域基础雄厚、优势明显,产业规模和技术创新水平均稳居国内第一梯队。
省战略与发展研究中心许馨尹介绍,我省已初步形成以“设备与辅材—衬底与外延—器件制造”为核心、下游应用为支撑的较完整的第三代半导体产业链,2024年营业收入约50亿元,并建立以南京、苏州、无锡为产业核心区,南通、扬州、徐州等地加快协同发展的发展格局。
江苏何以行?行的背后,是创新人才的不断加码。南京大学郑有炓院士等专家在Ⅲ族氮化物异质结构等领域取得多项国际领先成果,南京大学、东南大学等5所高校已设立集成电路学院,为产业发展提供坚实人才支撑。
行的背后,是科研平台的持续攻关。依托中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所半导体显示材料与芯片重点实验室、中电科55研究所宽禁带半导体器件、江苏第三代半导体研究院等一批高水平研发平台,我省已形成全产业链关键技术攻关能力。
江苏第三代半导体研究院高级知识产权经理李利哲介绍,研究院聚焦第三代半导体产业链自主可控与高质量发展,牵头组织关键技术攻关,“我们突破6英寸氮化镓材料等关键核心技术,同质Micro-LED可见光通信技术取得突破性进展,刷新两项世界纪录,照明、通信、显示一体化芯片完成研发,首次以自主知识产权技术完成验证。”
一大批重大平台支撑,带动产业和科技跨越式发展。数据显示,截至2025年6月,全省第三代半导体领域发明专利申请量6593件、授权量2448件,分别占全国总量的16.02%、14.02%,居全国前列。
行的背后,是第三代半导体领域资金供给体系的不断完善。无锡设立了规模50亿元的第三代半导体专项基金,重点支持碳化硅、氮化镓器件企业研发投入,推动国产化替代进程。省战略性新兴产业母基金出资组建的苏州高端装备产业专项母基金直投项目英诺赛科,于2024年在香港联合交易所主板挂牌上市,成为港股“第三代半导体”第一股。
聚力破局,产业高地拔节而起
记者了解到,在第一、二代半导体材料的发展上,我国起步时间慢于其他国家。但在第三代半导体材料领域,国内外企业处于同一起跑线,在第三代半导体的全新跑道上“开道超车”,是中国业界的愿景,江苏正加速布局、持续发力。
尽管行业发展势头良好,但成长过程中同样也有难题待破。
李利哲坦言,研究院的发展对掌握第三代半导体核心技术的高端人才需求旺盛,但国内第三代半导体科技创新人才,往往大多集中在高校、科研院所,一般企业对高端人才的吸引力不足。此外,当前政策对柔性引才要求较高,而顶尖科学家往往难以满足固定时间要求,导致合作深度受限。
提升产业链、供应链的稳定性和安全性,同样是当前亟待突破的重点议题。宋晓峰介绍,目前国际政治和经济环境复杂,技术禁运和封锁已对国内第三代半导体发展形成一定阻碍。此外,核心芯片对外依存度还比较高,新能源汽车电驱用功率器件相当一部分还依赖进口,存在高端禁运、低质高价、超长货期等问题,迫切需要加快补齐产业链短板。
破题之路已在脚下,各地、各机构正在积极应对、加快探索。宋晓峰说,南京平台会针对下一代半导体的材料做前沿研究。“建议相关部门强化创新链,加大碳化硅器件领域研发投入,推动产业集聚发展,强化产业链上下游协同,实现共赢。同时,发挥企业创新主体地位,加快科技成果转化,支持创新平台建设。”
“未来,我们还将健全产学研合作机制,加快技术创新步伐,加速技术成果转化,为我省第三代半导体领域的科技创新提供有力支撑。”省发展改革委相关负责人表示,江苏将锚定重点方向,筑牢产业发展硬件支撑,拓展产业发展市场空间,凝聚产业发展强大合力,全力打造国内领先、国际先进的第三代半导体产业高地。
“经过未来3—5年的高质量发展,江苏省在第三代半导体领域的协同发展的趋势将更加明显。”李利哲对江苏第三代半导体产业的发展充满信心,“通过高标准建设国家第三代半导体技术创新中心,加快推动技术创新网络、孵化培育链条、完善政策体系,相信我省将会形成良好的创新生态,从行业发展来看,我省产业规模会更加集聚和扩大,应用市场会不断拓展。”