■文/張亮亮 李瑞（首都科技發(fā)展戰(zhàn)略研究院）

第三代半導(dǎo)體具備高頻、高效、高功率、耐高壓、耐高溫、抗輻射能力強等多項優(yōu)越性能，是支撐信息、能源、交通、國防等重點領(lǐng)域升級發(fā)展的重點核心材料和電子元器件，已成為全球半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)競爭新焦點?！笆濉币詠?，科技部、工信部、國家發(fā)改委等多個部委出臺第三代半導(dǎo)體創(chuàng)新政策和產(chǎn)業(yè)政策，北京、廣東、江蘇等多個省份也紛紛加強布局，其中，北京自2012年起就開始研發(fā)布局，且擁有國內(nèi)發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)最為豐富的要素資源，迄今保持先發(fā)優(yōu)勢。目前，北京第三代半導(dǎo)體材料及應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新基地落成，已初步形成碳化硅材料及器件研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用等各環(huán)節(jié)相對完整的產(chǎn)業(yè)鏈，但北京第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展在基礎(chǔ)研究、成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化、人才支撐等方面仍面臨諸多問題與挑戰(zhàn)。

一、北京第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的突出問題

第一，基礎(chǔ)研究大大滯后于產(chǎn)業(yè)應(yīng)用步伐。鑒于第三代半導(dǎo)體材料的優(yōu)越性能，其在短波發(fā)光、激光等光電子器件和高溫、高頻、大功率、高壓的電力電子器件領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，目前，第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品正在加速推向市場。但總體來看，第三代半導(dǎo)體在半導(dǎo)體領(lǐng)域的市場滲透率仍然偏低，其中一個重要的原因就是基礎(chǔ)研究跟不上市場應(yīng)用的步伐。第一代和第二代半導(dǎo)體材料經(jīng)過幾十年的發(fā)展，基礎(chǔ)研究已經(jīng)能夠很好地支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展，并形成正向循環(huán)。相比之下，第三代半導(dǎo)體仍有許多制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大科學(xué)技術(shù)問題亟待解決。例如，在深紫外發(fā)光和激光領(lǐng)域，包括第三代半導(dǎo)體的P型摻雜、第三代半導(dǎo)體的點缺陷問題以及大尺寸、高精度的襯底制備技術(shù)等重大問題亟待基礎(chǔ)研究實現(xiàn)突破。

第二，創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈銜接不緊密，科技與經(jīng)濟脫節(jié)現(xiàn)象突出。第三代半導(dǎo)體具有材料器件一體化、產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用難度較大的特點，這決定了其創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈更需要緊密融合，需要集中政產(chǎn)學(xué)研用各方力量，聯(lián)合攻克工程技術(shù)瓶頸，拓展系統(tǒng)化應(yīng)用，推動第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。我國從21世紀(jì)初就開始對第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的研究開發(fā)進行了部署，國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)計劃等均部署啟動了寬禁帶半導(dǎo)體材料相關(guān)研究項目，研究工作能夠緊跟國際前沿。其中，高校、科研院所領(lǐng)銜承擔(dān)了大量課題，但國內(nèi)高校、科研院所雖然目前能夠制備出具有良好技術(shù)指標(biāo)的原型器件，也發(fā)表了不少高影響因子和高被引的論文，半導(dǎo)體器件的產(chǎn)業(yè)化及系統(tǒng)應(yīng)用卻一直是短板，科技成果與市場需求脫節(jié)的“兩張皮”現(xiàn)象比較突出。

第三，科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化面臨科技服務(wù)能力薄弱、應(yīng)用場景缺乏的難題。以中試為例，目前北京市缺乏專業(yè)化的第三代半導(dǎo)體中試服務(wù)平臺，降低了科技成果轉(zhuǎn)化的速度。中試研究是一項科技創(chuàng)新成果從實驗室向工業(yè)化生產(chǎn)過渡的必由之路，但由于缺乏公共中試服務(wù)平臺，許多成果無法走出實驗室，這已成為第三代半導(dǎo)體科技成果產(chǎn)業(yè)化的重要瓶頸之一。此外，缺乏成果應(yīng)用的場景和推廣機會也是產(chǎn)品市場生命力較低，難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化面臨的一大難題。例如，整機企業(yè)會優(yōu)先考慮選擇全球半導(dǎo)體市場的頭部企業(yè)作為供應(yīng)商，以保持整機產(chǎn)品的國際競爭力，國內(nèi)第三代半導(dǎo)體企業(yè)陷入消費市場和工業(yè)市場均難以拓展的窘境。

第四，產(chǎn)業(yè)人才隊伍建設(shè)亟待加強。從應(yīng)屆高校畢業(yè)生看，目前高校培養(yǎng)的半導(dǎo)體人才與產(chǎn)業(yè)界需求難以匹配，學(xué)生在校學(xué)到的知識與企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)的實際需要明顯錯位，主要原因在于三個方面：一是在學(xué)科設(shè)置方面，與美國高校從半導(dǎo)體物理、材料、結(jié)構(gòu)、器件到應(yīng)用層面完整的專業(yè)設(shè)置相比，北京乃至全國高校的專業(yè)學(xué)科設(shè)置都顯失均衡，半導(dǎo)體材料與器件專業(yè)人才極為缺乏；二是課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容方面，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)迭代極為迅速，但高校的課程設(shè)置和采用教材卻更新緩慢，再加之大部分教師沒有一線實踐經(jīng)驗，教學(xué)內(nèi)容往往類似于通識教育，與實踐嚴(yán)重脫節(jié)；三是半導(dǎo)體是一門應(yīng)用性極強的學(xué)科，而學(xué)校提供的工程實踐條件有限，學(xué)生難以提高工程實踐素質(zhì)和能力。

二、加快北京第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策建議

第一，加強基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究，增強產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新源頭供給。一是圍繞北京市第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展建立長周期財政科技資金支持機制，設(shè)立北京市科技重大項目，在北京市自然科學(xué)基金、北京市科技計劃項目中建立穩(wěn)定支持機制，對第三代半導(dǎo)體研究予以連續(xù)支持，支持行業(yè)企業(yè)和高校院所聯(lián)合開展研究，攻關(guān)關(guān)鍵核心技術(shù)，突破產(chǎn)業(yè)技術(shù)瓶頸。二是支持北京市龍頭骨干企業(yè)牽頭或參與第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域科技創(chuàng)新2030—重大項目、國家重點研發(fā)計劃等國家重大科技項目。三是引導(dǎo)企業(yè)和社會資本投入基礎(chǔ)研究，支持產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)與國家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金設(shè)立聯(lián)合基金，圍繞第三代半導(dǎo)體基礎(chǔ)前沿領(lǐng)域和關(guān)鍵核心技術(shù)重大科學(xué)問題，部署基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究項目。

第二，建立“政產(chǎn)學(xué)研”融通創(chuàng)新優(yōu)勢，提升產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力。一是發(fā)揮北京市第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)及創(chuàng)新資源優(yōu)勢，主動做好配套服務(wù)，爭取國家部委支持，建設(shè)第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域國家技術(shù)創(chuàng)新中心、國家制造業(yè)創(chuàng)新中心、國家產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心等國家級科技創(chuàng)新基地，整合政產(chǎn)學(xué)研等多方創(chuàng)新資源，構(gòu)建高效協(xié)作創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)，協(xié)同開展第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域前沿技術(shù)和關(guān)鍵共性技術(shù)的研發(fā)、擴散和成果轉(zhuǎn)化，打造“政產(chǎn)學(xué)研”融通創(chuàng)新優(yōu)勢。二是支持中關(guān)村天合寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟等社團組織發(fā)展壯大，并通過鼓勵聯(lián)合申報科技計劃項目、設(shè)立人員交流機制、共享科研儀器設(shè)施等方式，鼓勵現(xiàn)有國家重點實驗室、北京市重點實驗室、北京市企業(yè)科技研究開發(fā)機構(gòu)等創(chuàng)新平臺載體加強協(xié)同聯(lián)動，同時加強與長三角、珠三角等地區(qū)高校院所和企業(yè)的銜接，實現(xiàn)功能和優(yōu)勢互補，構(gòu)建協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。三是借鑒北京已有新型研發(fā)機構(gòu)建設(shè)經(jīng)驗，支持建設(shè)北京市第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，賦予其在人員聘用、職稱評審、經(jīng)費使用、運營管理等方面的自主權(quán)，開展關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)，實施“定制化”研發(fā)，加快提升產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新能力。

第三，完善科技服務(wù)體系，推動科技成果轉(zhuǎn)化與產(chǎn)業(yè)化。一是支持北京第三代半導(dǎo)體材料及應(yīng)用聯(lián)合創(chuàng)新基地整合創(chuàng)新資源，加快建設(shè)共建共享、產(chǎn)學(xué)研一體化的公共中試服務(wù)平臺，為創(chuàng)業(yè)企業(yè)提供中試熟化、檢驗檢測、產(chǎn)業(yè)對接服務(wù)，降低企業(yè)技術(shù)風(fēng)險、生產(chǎn)風(fēng)險，吸引國內(nèi)外第三代半導(dǎo)體企業(yè)入駐基地，完善產(chǎn)業(yè)鏈。二是發(fā)揮北京市科技創(chuàng)新基金的引導(dǎo)作用，吸引社會資本，加快設(shè)立第三代半導(dǎo)體成果轉(zhuǎn)化基金，降低企業(yè)投資風(fēng)險，推動科技與金融深度融合。三是創(chuàng)新知識產(chǎn)權(quán)保護和應(yīng)用模式，支持第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟或技術(shù)聯(lián)盟組織建設(shè)“專利池”，“專利池”成員間專利共享、授權(quán)或者交叉許可。四是支持第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域重大科技項目研究成果在北京接續(xù)開展產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用研究，解決科研成果轉(zhuǎn)化“最后一公里”的問題。五是推動北京市和各區(qū)機關(guān)事業(yè)單位、市屬區(qū)屬國有企業(yè)積極開展應(yīng)用場景建設(shè)，采購第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域新技術(shù)新產(chǎn)品，加速其在新一代移動通信、新能源汽車、能源互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的應(yīng)用推廣，從需求側(cè)拉動技術(shù)創(chuàng)新。