近期，國家大力發(fā)展新基建將對集成電路產(chǎn)業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生巨大而深遠(yuǎn)的影響，同時(shí)也為集成電路產(chǎn)業(yè)提供了廣闊的市場前景。就此話題，《中國電子報(bào)》記者采訪了中國工程院院士、國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展咨詢委員會委員丁榮軍。
功率半導(dǎo)體器件是新基建部署和實(shí)施的底層保障和基礎(chǔ)支撐
記者：國家發(fā)改委明確新基建范圍主要包括三方面內(nèi)容：一是信息基礎(chǔ)設(shè)施，二是融合基礎(chǔ)設(shè)施，三是創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施。功率半導(dǎo)體在這三個(gè)不同層面，分別發(fā)揮了何種關(guān)鍵作用?
丁榮軍：功率半導(dǎo)體器件(亦稱電力電子器件)作為電能(功率)變換和處理的“CPU”，是實(shí)施電能傳輸、處理、存儲和控制的關(guān)鍵所在，凡是用電的地方都離不開功率半導(dǎo)體器件或者裝置。新基建主要包含信息、融合、創(chuàng)新三個(gè)方面的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，具體包括5G基建、特高壓、城際高速鐵路和城際軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等內(nèi)容，恰恰都是功率半導(dǎo)體的重要應(yīng)用領(lǐng)域，可以毫不擴(kuò)張地說，功率半導(dǎo)體器件是新基建部署和實(shí)施的底層保障和基礎(chǔ)支撐。
其中，信息基礎(chǔ)設(shè)施主要是指基于新一代信息技術(shù)演化生成的基礎(chǔ)設(shè)施，比如以5G、物聯(lián)網(wǎng)為代表的通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，以云計(jì)算、區(qū)塊鏈、數(shù)據(jù)中心為代表的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施等。這些設(shè)施均為用電大戶，對用電的需求量和質(zhì)量(供電電源穩(wěn)定性、功率放大和能源利用效率)提出了更高要求，都依托于功率半導(dǎo)體作為底層技術(shù)。例如，氮化鎵半導(dǎo)體材料具有較大的禁帶寬度、高擊穿場強(qiáng)、高遷移率以及高電流密度等特點(diǎn)，基于氮化鎵材料的射頻功率半導(dǎo)體器件在頻寬、性能、容量和成本上具有顯著優(yōu)勢，可以有效滿足5G基站對供電電源穩(wěn)定性和能源利用效率等方面的高要求，是支撐5G發(fā)展的核心器件。再如，以硅基IGBT、碳化硅等為代表的功率半導(dǎo)體器件，具有效率高、體積小等特征，能夠有效提升功率轉(zhuǎn)換效率和分配效率，可以有效降低數(shù)據(jù)中心服務(wù)器電源體積，提升能源利用效率，對于耗電量連續(xù)八年以超過12%的速度增長、年用電量超過上海市用電總量的全國數(shù)據(jù)中心而言，可以極大地節(jié)約成本，提升運(yùn)行可靠性。
新基建關(guān)注的融合基礎(chǔ)設(shè)施涵蓋智能交通、智慧能源等領(lǐng)域。功率半導(dǎo)體作為電能轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵核心部件，能夠大幅度提升電能轉(zhuǎn)換和傳輸過程效率，降低能源的消耗，在綠色交通和清潔能源領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛。具體而言，功率半導(dǎo)體是高速列車、城際列車和城市軌道交通等基礎(chǔ)設(shè)施牽引變流系統(tǒng)的“心臟”，是保障長距離特高壓直流輸電的“CPU”，是新能源汽車能量傳遞控制的“核心樞紐”，是風(fēng)電、光伏等可再生能源并網(wǎng)傳輸?shù)?ldquo;控制閥”。黨的十八大以來，伴隨著新發(fā)展理念的深入實(shí)施，綠色發(fā)展成為廣泛的社會共識，交通電動化、能源清潔化趨勢不可逆轉(zhuǎn)，功率半導(dǎo)體器件必將發(fā)揮更為強(qiáng)大的基礎(chǔ)支撐作用。
創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施，主要是指支撐科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品研制的具有公益屬性的基礎(chǔ)設(shè)施，比如，重大科技基礎(chǔ)設(shè)施、科教基礎(chǔ)設(shè)施、產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施等。功率半導(dǎo)體技術(shù)作為支撐眾多產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)與共性核心技術(shù)，“一代器件決定一代裝置，一代裝置決定一代應(yīng)用”，打造功率半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心，推動功率半導(dǎo)體各環(huán)節(jié)核心技術(shù)攻關(guān)和自主產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展就是在筑牢新基建的“地基”?？梢灶A(yù)見，其技術(shù)的快速進(jìn)步將不斷推動各應(yīng)用領(lǐng)域系統(tǒng)裝置更新?lián)Q代，保障新基建實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量可持續(xù)創(chuàng)新發(fā)展。
新基建帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游發(fā)展 縮短國際差距
記者：新基建又將如何對我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上下游的發(fā)展形成帶動作用，促進(jìn)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?
丁榮軍：伴隨著新基建工程的深入推進(jìn)，5G通信、特高壓、城際高速鐵路、城市軌道交通、新能源汽車充電樁、大數(shù)據(jù)中心、人工智能及工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)將加速崛起，這必將為功率半導(dǎo)體行業(yè)帶來良好的發(fā)展機(jī)遇。
具體來說，新基建涉及的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，絕大部分都是功率半導(dǎo)體的目標(biāo)市場。一方面，新基建將為功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)帶來大量的應(yīng)用需求，產(chǎn)業(yè)鏈下游的高速發(fā)展對IGBT、碳化硅、氮化鎵等功率半導(dǎo)體器件的需求大大增加，進(jìn)而帶動產(chǎn)業(yè)鏈上游材料領(lǐng)域的快速發(fā)展。另一方面，基于我國戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)安全可控要求，新基建將進(jìn)一步牽引功率半導(dǎo)體領(lǐng)域加快自主創(chuàng)新，推動全產(chǎn)業(yè)鏈轉(zhuǎn)型升級。
記者：相比國際先進(jìn)水平，我國功率半導(dǎo)體發(fā)展水平仍然存在很大差距。借助新基建之機(jī)，應(yīng)當(dāng)投入在哪些方向?發(fā)展過程中需要解決的難點(diǎn)、痛點(diǎn)?
丁榮軍：總體而言，我國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)經(jīng)過長期自主創(chuàng)新，以晶閘管為代表的第一代、第二代器件達(dá)到了世界先進(jìn)水平，IGBT主流器件的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化取得了不少突破，但以碳化硅、氮化鎵等為代表的第三代半導(dǎo)體技術(shù)研發(fā)起步較晚，技術(shù)發(fā)展趨勢認(rèn)識模糊，人財(cái)物資源投入不足，仍落后于世界頂尖水平。建議從以下幾個(gè)方面重點(diǎn)突破：
第一，通過資源整合，打造功率半導(dǎo)體國家級創(chuàng)新平臺，聯(lián)合政、產(chǎn)、學(xué)、研、用各環(huán)節(jié)既有資源，圍繞全產(chǎn)業(yè)鏈需求和痛點(diǎn)開展協(xié)同創(chuàng)新和公共服務(wù)，構(gòu)建自主生態(tài)和協(xié)同創(chuàng)新體系。
第二，功率半導(dǎo)體作為技術(shù)密集、資金密集和人才密集型行業(yè)，前期投入大，回報(bào)周期長，投資風(fēng)險(xiǎn)大，需要政府給予相應(yīng)的政策傾斜，支持并帶動社會各界持續(xù)投入資源，推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
第三，國家出臺鼓勵(lì)自主創(chuàng)新的支持政策，加快功率半導(dǎo)體器件技術(shù)創(chuàng)新，營造鼓勵(lì)科技創(chuàng)新良好環(huán)境。
第四，強(qiáng)化需求牽引，政府、行業(yè)、用戶應(yīng)持續(xù)加大功率半導(dǎo)體器件的推廣力度，大力支持功率半導(dǎo)體器件產(chǎn)品的采購應(yīng)用。
致力打造國產(chǎn)核“芯”技術(shù) 建立完整自主創(chuàng)新體系
記者：國家發(fā)改委此次明確新基建概念，特別將“創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施”納入范圍，主要指支撐科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、產(chǎn)品研制的具有公益屬性的基礎(chǔ)設(shè)施，如科教基礎(chǔ)設(shè)施等，這樣做的意義何在?
丁榮軍：以功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)為例，它具有投入周期長、投資規(guī)模大、投資見效慢、投資風(fēng)險(xiǎn)高等特點(diǎn)，企業(yè)研發(fā)意愿和實(shí)際投入不足。所以，國家特別將“創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施”納入新基建范圍，意在通過政府的頂層規(guī)劃，對創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進(jìn)行引導(dǎo)與支持，打造一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新與公共服務(wù)的平臺，銜接前沿基礎(chǔ)科學(xué)研究、工程化、產(chǎn)業(yè)化各個(gè)環(huán)節(jié)，打破當(dāng)前獨(dú)自、分散的研發(fā)格局，加快自主創(chuàng)新成果的流轉(zhuǎn)與推廣，建立自主協(xié)同的產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系。
當(dāng)前，國家可以考慮通過建立并運(yùn)營國家功率半導(dǎo)體創(chuàng)新中心的方式，從國家層面搭建一個(gè)自主、協(xié)同、開放、共享的功率半導(dǎo)體創(chuàng)新平臺，整合產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)資源，合力開展功率半導(dǎo)體技術(shù)的基礎(chǔ)研究與前沿探索，著力于研究和突破一批應(yīng)用前沿技術(shù)和關(guān)鍵共性技術(shù)，加速推動創(chuàng)新成果工程化，加快技術(shù)擴(kuò)散和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，跨越從基礎(chǔ)研究到工程化、產(chǎn)業(yè)化之間的“死亡之谷”，從而構(gòu)建一個(gè)持續(xù)創(chuàng)新生態(tài)，為創(chuàng)新基礎(chǔ)設(shè)施等新型基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)和發(fā)展提供平臺支撐。
記者：您對新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)投資中可能出現(xiàn)的問題有何建議?如何避免這些問題的出現(xiàn)?
丁榮軍：政府高層十分重視對5G、人工智能、城市軌道交通、新能源汽車等領(lǐng)域的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。功率半導(dǎo)體作為以上領(lǐng)域的核心基礎(chǔ)支撐，成為當(dāng)前的熱點(diǎn)投資方向之一，受到了投資者的熱烈追捧與集聚。但為避免出現(xiàn)投資過熱、投資分散、資源配置效率低等問題，國家及地方政府應(yīng)做好頂層設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌規(guī)劃，合理配置產(chǎn)業(yè)資源，避免國家投入不集中導(dǎo)致的有限資源無序競爭，在投資對象選擇上要做到“擇優(yōu)扶強(qiáng)”，重點(diǎn)發(fā)展和培育有一定基礎(chǔ)的企業(yè)，打造功率半導(dǎo)體領(lǐng)域國家隊(duì)。一是重點(diǎn)支持功率半導(dǎo)體行業(yè)龍頭企業(yè)，增強(qiáng)大型企業(yè)綜合實(shí)力，提高其在國際市場上的競爭力，進(jìn)而帶動我國功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展壯大，做大做強(qiáng)，擺脫受制于人的局面。二是適度超前有針對性地規(guī)劃產(chǎn)業(yè)路徑和技術(shù)發(fā)展方向，引導(dǎo)社會資源合理有效分配，避免“撒胡椒面”式的投資;指引社會資本參與關(guān)鍵核心技術(shù)自主創(chuàng)新，避免資源錯(cuò)配;建設(shè)產(chǎn)業(yè)孵化與公共服務(wù)平臺，有針對性地幫扶一些成長性良好的中小微企業(yè)，幫助其孵化關(guān)鍵技術(shù)與成果并尋找應(yīng)用市場。
