薛山

當(dāng)仁不讓的“發(fā)動(dòng)機(jī)”：5G商用開始加速

9月8日，國(guó)家發(fā)展改革委、科技部、工業(yè)和信息化部、財(cái)政部等四部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于擴(kuò)大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)投資，培育壯大新增長(zhǎng)點(diǎn)增長(zhǎng)極的指導(dǎo)意見》（下文簡(jiǎn)稱《指導(dǎo)意見》），針對(duì)目前面對(duì)的形勢(shì)提出了四大總體要求：聚焦重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、打造集聚發(fā)展高地、增強(qiáng)要素保障能力和優(yōu)化投資服務(wù)環(huán)境。

作為全新一代通信標(biāo)準(zhǔn)，在經(jīng)歷了3G/4G時(shí)代“掌握標(biāo)準(zhǔn)就能掌握上游動(dòng)能，進(jìn)而推動(dòng)下游產(chǎn)業(yè)持續(xù)演化”的歷史之后，關(guān)于新標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)達(dá)到了空前的高度，由于全世界都不知道5G將會(huì)帶來(lái)怎樣的變化，而這也是之所以被“卡脖子”的關(guān)鍵原因，畢竟4G時(shí)代的應(yīng)用代表——短視頻自媒體就已經(jīng)被國(guó)產(chǎn)軟件牢牢把控。

“哪里有壓迫，哪里就有反抗?！奔热煌ㄐ艠?biāo)準(zhǔn)是整個(gè)數(shù)字產(chǎn)業(yè)的絕對(duì)上游，而5G方面的技術(shù)我們又走在了全世界的前頭：華為、中興、大唐、OPPO、vivo、聯(lián)想等企業(yè)的5G專利族聲明量占比達(dá)到了38%，比排名第二第三的韓國(guó)、美國(guó)之和還要高。再加上背靠龐大的用戶市場(chǎng)，將5G作為發(fā)展先鋒可以說(shuō)是理所應(yīng)當(dāng)?shù)倪x擇。

事實(shí)上在今年3月新基建拉動(dòng)了一波關(guān)注后，社會(huì)各界對(duì)5G的熱情明顯消退，這說(shuō)明國(guó)內(nèi)的5G布局已經(jīng)邁過(guò)了關(guān)注度最膨脹的階段，這個(gè)階段會(huì)不可避免地帶來(lái)過(guò)高的期待，所以隨后必將迎來(lái)一波“與期待有落差”的低谷期，我們現(xiàn)在基本就處于這個(gè)階段，比如你會(huì)聽到很多“5G好像也沒(méi)啥用？”的說(shuō)法，要度過(guò)這個(gè)低谷期，就需要政策的扶持和應(yīng)用方式的進(jìn)化齊頭并進(jìn)，從而漸漸復(fù)蘇，直至成熟，這個(gè)過(guò)程在3G/4G時(shí)代也都經(jīng)歷過(guò)。

作為全球最大的市場(chǎng)，我國(guó)在全球智能手機(jī)出貨量中的占比達(dá)到了31%，而全球5G手機(jī)出貨量的72%都來(lái)自中國(guó)（數(shù)據(jù)來(lái)源：Counterpoint 2020年第二季度報(bào)告），預(yù)計(jì)2020年全年全球5G手機(jī)出貨量將達(dá)到2.78億臺(tái)，我國(guó)占比62%。從這個(gè)角度來(lái)看，民用5G終端在國(guó)內(nèi)已是大勢(shì)所趨。對(duì)于5G基建來(lái)說(shuō)，現(xiàn)階段的接入層基站設(shè)備通過(guò)增強(qiáng)型4G基站+5G基站，或?qū)?G基站用戶面直通4G核心網(wǎng)，就能在低改造成本的情況下實(shí)現(xiàn)非獨(dú)立組網(wǎng)5G;承載網(wǎng)中傳和回傳技術(shù)方案已經(jīng)確定，前傳還需要進(jìn)一步明確;SA獨(dú)立組網(wǎng)核心網(wǎng)理論上近期就會(huì)陸續(xù)公布商用?？紤]到5G頻段頻率高，信號(hào)穿透力差、傳播距離短，因此利用超小型化的皮飛基站做室分也將成必然，這也是《指導(dǎo)意見》提出“將各級(jí)政府機(jī)關(guān)、企事業(yè)單位、公共機(jī)構(gòu)優(yōu)先向基站建設(shè)開放，研究推動(dòng)將5G基站納入商業(yè)樓宇、居民住宅建設(shè)規(guī)范”的原因，而5G的低時(shí)延優(yōu)勢(shì)在這個(gè)階段將會(huì)得到爆發(fā)，車聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等應(yīng)用開始顯現(xiàn)，所以未來(lái)走向是非常明晰的。

第三代半導(dǎo)體有望實(shí)現(xiàn)超車

大力發(fā)展第三代半導(dǎo)體技術(shù)已經(jīng)寫入了“十四五”規(guī)劃當(dāng)中，擁有高度的優(yōu)先權(quán)，那么什么是第三代半導(dǎo)體呢？

第一代半導(dǎo)體材料指的是硅材料，第二代半導(dǎo)體指的是砷化鎵、磷化銦等，而第三代就是碳化硅、氮化鎵、氧化鋅、金剛石、氮化鋁等等。需要注意的是，每一代之間并不是替代升級(jí)關(guān)系，更多還是在不同領(lǐng)域各司其職。

目前第一代硅芯片因其有著相對(duì)低的成本和仍未摸到天花板的性能，再加上極深的技術(shù)壁壘，仍然占據(jù)了95%的半導(dǎo)體市場(chǎng)，但硅材料禁帶寬度較窄和擊穿電場(chǎng)較低等物理屬性限制了其在光電子領(lǐng)域和高頻高功率器件方面的應(yīng)用。而第二代半導(dǎo)體因其出色的光通信能力，在通信產(chǎn)業(yè)騰飛的大背景下得到了很好的應(yīng)用，這兩代半導(dǎo)體我國(guó)企業(yè)的落后幅度較大。

而第三代半導(dǎo)體的主要特點(diǎn)是禁帶寬度大，以碳化硅為例，約為硅的3倍，導(dǎo)熱率為硅的4～5倍，擊穿電壓為硅的8倍，電子飽和漂移速度率為硅的2倍。這些優(yōu)勢(shì)意味著第三代半導(dǎo)體適用于制造耐高溫、高壓、大電流的高頻大功率器件，可大大減小開關(guān)導(dǎo)通損耗，較小的寄生電容也意味著可以成倍減小設(shè)備體積，減小銅等材料的消耗，因此非常適合射頻器件，也正符合發(fā)展5G的需求，因?yàn)?G基站會(huì)使用大數(shù)量陣列天線來(lái)實(shí)現(xiàn)更大的無(wú)線數(shù)據(jù)流量和連接可靠性，這種架構(gòu)需要相應(yīng)的射頻收發(fā)單元陣列配套，利用第三代半導(dǎo)體尺寸小、效率高和功率密度大的特點(diǎn)就能滿足高集成度需求。而且最關(guān)鍵是就技術(shù)水平來(lái)說(shuō)，我國(guó)與國(guó)外的差距相對(duì)第一第二代半導(dǎo)體要小很多，所以我國(guó)半導(dǎo)體的領(lǐng)軍人物張汝京就曾表態(tài)，第三代半導(dǎo)體是我們超車的機(jī)會(huì)。

薄弱環(huán)節(jié)攻堅(jiān)需要有“馬拉松精神”

《指導(dǎo)意見》還提出要加快新材料產(chǎn)業(yè)強(qiáng)弱項(xiàng)，圍繞保障大飛機(jī)、微電子制造、深海采礦等重點(diǎn)領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定，加快在光刻膠、高純靶材、高溫合金、高性能纖維材料、高強(qiáng)高導(dǎo)耐熱材料、耐腐蝕材料、大尺寸硅片、電子封裝材料等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。顯然，這些領(lǐng)域大多屬于“紅海市場(chǎng)”，技術(shù)壁壘也相對(duì)較高，攻堅(jiān)難度大，國(guó)產(chǎn)需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)“自給自足”。

以光刻膠為例，我國(guó)的大部分光刻膠企業(yè)均涉及面板屏顯領(lǐng)域，而且具備一定的競(jìng)爭(zhēng)力，但半導(dǎo)體光刻膠技術(shù)水平離國(guó)際先進(jìn)水平差距很大，國(guó)內(nèi)企業(yè)市場(chǎng)份額不足40%，尤其是高分辨率光刻膠核心技術(shù)基本被日本和美國(guó)企業(yè)所壟斷。根據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)的分析顯示，適用于6英寸硅片的436nm波長(zhǎng)g線和365nm波長(zhǎng)i線光刻膠的自給率約為20%，適用于8英寸硅片的248nm波長(zhǎng)KrF光刻膠自給率不足5%，而適用于12英寸硅片的193nm波長(zhǎng)ArF光刻膠完全依靠進(jìn)口。目前來(lái)看，以科華微電子為代表的企業(yè)掌握了g/i線正性光刻膠、KrF光刻膠及配套試劑技術(shù)，正在進(jìn)行ArF光刻膠的研發(fā)，與國(guó)際領(lǐng)先水平有較大差距。

目前來(lái)看，不少企業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)軍光刻膠領(lǐng)域，比如擬募資12億元投入光刻膠等材料研發(fā)的雅克科技;擬使用1億元超募資金投資的上海八億時(shí)空先進(jìn)材料有限公司（暫定名），由該公司投資建設(shè)研發(fā)平臺(tái)，實(shí)施“先進(jìn)材料研發(fā)項(xiàng)目”。其先進(jìn)材料研發(fā)項(xiàng)目就包含了光刻膠方面。據(jù)悉，其重點(diǎn)研發(fā)平板顯示用光刻膠、5G分子天線用光刻膠及半導(dǎo)體用光刻膠。

8英寸和12英寸大尺寸硅片方面，市場(chǎng)基本已被日、德、韓和中國(guó)臺(tái)灣企業(yè)所壟斷，日本信越、日本盛高、中國(guó)臺(tái)灣環(huán)球晶圓、德國(guó)Silitronic和韓國(guó)LG這五大供應(yīng)商的市場(chǎng)份額達(dá)到了95%。2009年金瑞泓打破了8英寸硅片全依賴進(jìn)口的局面，2017年掌握了12英寸硅片核心技術(shù)，這開了個(gè)好頭，而如上海新昇、超硅半導(dǎo)體、中環(huán)半導(dǎo)體以及立昂微等多家企業(yè)，目前宣布的12英寸硅片項(xiàng)目多達(dá)20個(gè)，總投資金額超過(guò)1400億元，12英寸硅片總規(guī)劃月產(chǎn)在2023年前后合計(jì)超過(guò)650萬(wàn)片。

后來(lái)居上，任重道遠(yuǎn)

總體而言，在5G、第三代半導(dǎo)體等新領(lǐng)域，我們相對(duì)國(guó)際水平有著較小的差距，甚至還有領(lǐng)先，這意味著未來(lái)的新生市場(chǎng)上我們有更高的概率搶占先機(jī)，但在傳統(tǒng)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，特別是先進(jìn)制程工藝上，從上游材料到制備設(shè)備我們顯然都處于被“包圍”的狀態(tài)，所以現(xiàn)階段的目標(biāo)與其說(shuō)是突圍，不如說(shuō)是先滿足自給自足， 一步步走出困境，可以說(shuō)是任重而道遠(yuǎn)。