华为投资中国首家从事碳化硅外延片研发企业，第三代半导体为何受青睐？

前段时间，一则“中国制定第三代半导体发展计划”的消息让第三代半导体突然走红市场。外媒称中国将制定相关的政策支持第三代半导体发展，以帮助国内芯片厂商在美国制裁之下突围，确保实现芯片制造的自给自足。

为什么选择大力发展第三代半导体？

所谓第三代半导体，主要是二十一世纪以来以氮化镓（GaN）和碳化硅（SiC）、氧化锌(ZnO)、金刚石四种为代表的半导体材料，即高温半导体材料。第一代半导体材料主要是硅（Si）、锗元素（Ge），第二代主要是化合物半导体材料。

以碳化硅为例，这是一种碳硅元素结合而来的化合物，又被称为宽禁带半导体材料。这种物质首次被发现于1891年，历时百年的研发后，国际上已经实现了对碳化硅优质性能的提炼发现，并将制成更多的半导体组件。

比起传统硅基材料，碳化硅的导热性能更好，大概是传统芯片的五倍，至于其他性能更是硅基材料无可比拟的存在。因此采用碳化硅制造出来的芯片，其耐高温高压的性能会更好，未来芯片的使用寿命也会得到大幅提升。

目前还没有企业或国家在第三代半导体领域占据主导地位，这是一个避开美国及其盟友针对中国芯片制造行业设置的障碍的良机，也是个弯道超车的好机会。除了打造自主产业链、突破“卡脖子”的迫切需求外，大量应用场景也对第三代半导体有着需求。例如在国内新基建的推动之下，5G通信、新能源汽车、航空航天等领域成为新的增长点，对于新材料的使用量也进入新爆发期。

中国首家从事碳化硅外延片的企业

天眼查App显示，近日，东莞市天域半导体科技有限公司发生工商变更，新增股东华为关联投资机构深圳哈勃科技投资合伙企业（有限合伙）等；注册资本由约9027万增至约9770万，增幅超8%。

据悉，天域半导体科技有限公司成立于2009年1月，位于广东省东莞市松山湖高新技术产业开发园区。天域半导体是我国首家专业从事第三代半导体碳化硅外延片研发、生产和销售的高新技术企业，首次在国内完成多片SiC双室外延炉研制，也是中国第一家取得IATF16949汽车质量认证的碳化硅材料供应链企业。

该公司拥有数十项半导体相关专利，如“一种改变SiC晶片翘曲度的抛光装置”等。

2010年，天域半导体与中科院半导体所合作成立“碳化硅技术研究院”，目前已引进三台世界一流的SiC-CVD及配套检测设备，生产技术达到国际先进水平。

此外，天域还先后与多家企业和单位成立了东莞南方半导体科技有限公司、广东天泽恒益科技有限公司、深圳第三代半导体研究院等。

华为频频出手第三代半导体领域

在第三代半导体领域的布局上，此前华为旗下的哈勃科技投资了4家第三代半导体产业链公司，除了东莞天域，还有山东天岳、天科合达、瀚天天成。

2019年8月，山东天岳进行了工商资料变更，新晋股东“哈勃科技”以10%的持股比例，成为山东天岳第二大股东。

2019年10月，哈勃科技联合其他2家公司，以1.27亿元左右认购天科合达股份。

2020年12月，华为旗下的哈勃科技入股了瀚天天成，成为第四大股东

分析认为，华为投资布局第三代半导体领域是非常重要的信号，以碳化硅、氮化镓（GaN）等为代表的第三代半导体材料或将越来越受到重视。从华为入股企业来看，主要集中在上游衬底和外延，其碳化硅战略布局或是为了实现供应链闭环。

东兴证券认为，碳化硅材料具备突出的性能优势，可以有效提高功率器件的功率密度和效率，降低系统成本，对半导体产业有着全方位的带动。机构预计，2025年全球碳化硅功率器件市场规模将增长至25.62亿美元，年化复合增速约30%。

不过，第三代半导体的出现并不是以替换所有第一代半导体和第二代半导体为目的的，几代半导体材料之间并非是技术上的层进关系，而是并存关系。如果将第一代半导体比作人的大脑和记忆，第二代半导体比作人的感知和传递等神经系统，那么第三代半导体则可以比作人的心脏。

如今传统硅基材料之所以发展规模大，一部分原因在于材料非常容易获取，且价格非常廉价，三天的时间内就能生产出最多3米长的硅基材料，而这么一根就能产出上千片硅基芯片。可是反观碳化硅，同样的时间内，产能最多只有几厘米，因此可以想象其售价会多高，一个六英寸的硅基芯片需要150元，而同样尺寸的碳化硅芯片最高能达到10000块。

目前全球第三代半导体产业为美、日、欧三足鼎立，科锐、意法半导体、英飞凌、住友、恩智浦等群雄逐鹿。其中，美国拥有较为完整的产业链，尤其是在碳化硅领域，美国为全球独大，欧盟的主要优势则集中在外延环节、衬底、器件环节，日本在设备和模块开发等方面领先。

第一代和第二代半导体技术方面，我国与美、欧、日等发达国家还存在较大差距。在第三代半导体上，经过十年来的努力，我国与这些国家的差距相对较小，加之我国具有较大的市场容量，因此，我国选择第三代半导体技术进行重点突破，前景可期。