韩国宣布成立碳化硅产业联盟，韩国半导体的野心有多大？

据韩媒ETNews报道，为了开发新一代功率半导体，韩国宣布将推出其由国内半导体企业、大学、研究所等组成的“新一代晶体工程部”，以应对碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）、氧化镓（GaO）等迅速增长的全球功率半导体市场。

该研究部门的目标是开发以碳化硅（SiC）为基础的国产功率半导体生态系统，还将培育与碳化硅半导体相关的材料、零部件和设备企业的发展，并决定为应对碳化硅半导体市场的增长，组成联盟。

联盟名单；图片来源：ETNews

在该联盟中，LX Semiconductor、SK siltron、Hana Materials、STI等30家功率半导体企业将参与材料、零部件、设备用功率半导体的开发。其中由LX Semiconductor开发碳化硅半导体，SK siltron公司负责碳化硅衬底。Hana Materials和STI将共同开发碳化硅半导体零件和设备技术。由光云大学、嘉泉大学和韩国国民大学支援碳化硅半导体研究开发基础设施，由国家纳米材料研究所和韩国陶瓷工程技术研究所支援技术。

一．韩国在第三代半导体市场逐渐发力

虽然碳化硅产业在韩国的积累不算十分丰厚，但近几年，韩国政府对第三代半导体的发展越来越重视，开始从产业特别是整车的角度开始促进碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）功率半导体的生产。

2021年年初，韩国政府曾宣布，2021年将投资2500亿韩元（约14.58亿人民币），未来10年将投资2.5兆韩元（约143亿人民币），加快功率半导体等技术的研发。

2021年4月，韩国政府发布了先进功率半导体研发和产能提升计划，将专注于SiC、GaN和氧化镓三种材料的应用技术。

今年2月，韩国媒体报道将在今年韩国的半导体产业投资总额中，用1.3万亿韩元（合计约69亿人民币）将用于专注于芯片设计和碳化硅化合物半导体的中小企业。

据悉韩国贸易、工业和能源部的目标是，到 2025 年一方面促进 SiC 和 GaN功率芯片用于电动汽车和能源工厂的逆变器、人工智能和 5G 应用；在生产层面，还计划支持韩国企业建设六至八英寸晶圆代工厂，帮助公司通过釜山的政府测试设施制造原型。并通过提供研究项目供公司参与，集中在逆变器和充电功率芯片上，加快商业化。

二．以碳化硅为核心的第三代半导体前景无限

除了韩国，其实美欧日等国家和地区也纷纷出台法案，加大对第三代半导体产业的扶持力度。

可以预见，未来十年，第三代半导体将成为后摩尔时代半导体强国的必选项。

与前两代半导体材料相比，以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体材料，拥有较宽的禁带宽度，突破了硅基半导体材料物理限制，保证了其可击穿更高的电场强度，具备耐高压、耐高温、高频、抗辐射等优良电气特性，可以制成碳化硅基氮化镓射频器件和碳化硅功率器件，是电动汽车、5G 基站、智能电网、新能源汽车和新能源光伏以及卫星等新兴领域的理想材料。

三代半导体的参数对比

据TrendForce集邦咨询研究推估，第三类功率半导体产值将从2021年的9.8亿美元，至2025年将成长至47.1亿美元，年复合成长率达48%。

其中，SiC功率半导体至2025年可达33.9亿美元。GaN功率半导体至2025年可达13.2亿美元。

2021-2025年第三类功率半导体市场规模预估；来源：TrendForce集邦咨询

而根据 IHSMarkit 数据，2018 年碳化硅功率器件市场规模约 3.9 亿美元，受新能源汽车庞大需求的驱动，以及电力设备等领域的带动，预计到 2027 年碳化硅功率器件的市场规模将超过 100 亿美元，碳化硅衬底的市场需求也将大幅增长。

碳化硅功率器件市场规模测算；来源：IHSMarkit

在这其中，值得一提的是新能源汽车行业，新能源汽车作为市场空间巨大的新兴市场，全球范围内新能源车的普及趋势逐步清晰化。随着新能源汽车的发展，对功率器件需求量日益增加，成为功率半导体器件新的增长点。

根据中国汽车工业协会数据，我国新能源汽车销量由 2015 年的 33.1 万辆增至 2019 年的 120.6 万辆，复合增长率达 38%，渗透率达到4.7%。根据工信部发布的《新能源汽车产业发展规划（2021-2035 年）》，2025 年我国汽车销量有望达到 3000 万辆，其中新能源汽车占新车总销量 20%，新能源汽车销量有望达到 600 万辆。

2013-2020 年新能源汽车销量及增长率；来源：中国汽车工业协会

同时，在光伏发电领域，使用碳化硅 MOSFET 或碳化硅 MOSFET 与碳化硅 SBD 结合的功率模块的光伏逆变器，转换效率可从 96%提升至 99%以上，能量损耗降低 50%以上，设备循环寿命提升 50 倍，从而能够缩小系统体积、增加功率密度、延长器件使用寿命、降低生产成本。

根据天科合达招股说明书数据显示，在组串式和集中式光伏逆变器中，碳化硅功率器件占比在2048年将达到85以上，基本替代硅基器件。

光伏逆变器中碳化硅功率器件占比预测；来源：天科合达招股说明书，CASA，民生证券研究院

此外，在5G基站建设方面，根据Yole 的预测，用于氮化镓外延的半绝缘型碳化硅衬底市场规模也取得较快增长，半绝缘型碳化硅衬底市场出货量（折算为 4 英寸）将由 2020 年的 16.58 万片增长至 2025 年的 43.84万片，期间复合增长率为 21.50%。

半绝缘型碳化硅衬底销量预测（万片）；来源：Yole

总之，目前来看，以碳化硅为核心的功率半导体器件已经在各个应用领域全面开花。第三代半导体的蓝海市场，不得不引起各个国家的重视，围绕第三代半导体的各个环节，开启激烈的角逐。

汽车产业是韩国的一大强势产业，现代起亚在2022年一共要生产35万台左右的纯电动车，根据需求分解，其中80%是800V，拆解看大概需要28万套SiC的。

碳化硅在新能源汽车赛道的重要角色，促使韩国政府与企业需要把需求和碳化硅芯片产能布局链接在一起。

三．韩国半导体：困在“TOP2魔咒”里

除了以功率半导体为核心的第三代半导体强劲的发展前景与百亿市场促使韩国政府在功率半导体市场中政策频出之外。韩国半导体的现状处境，也迫使韩国政府做出改变。

韩国半导体产业虽然强大但不够均衡。占据全球七成市场份额的内存产业让韩国成为全球半导体产业不可或缺的一环，但在非内存领域，韩国只有5%左右的市场占有率。内存市场频繁的景气变动和价格波动，使韩国迫切改变这一局面。

同时，韩国虽并不缺芯片设计技术的能力，但在上游材料、设备、设计软件等对外的严重依赖，一度被掣肘。

2019年7月1日，日本产业经济省突然宣布自7月4日开始，将加强三种半导体核心原材料对韩国的出口管制。8月1日起，日本政府将韩国从简化战略物资出口程序“白名单”中移除，日韩半导体摩擦爆发。

根据韩国贸易协会在2019年的报告，日本实施出口管制的三种半导体材料氟化氢、氟聚酰亚胺、光刻胶，韩国对其的依赖度分别为93.7%、91.9%、43.9%。而其中依赖度较低的光刻胶，实际上韩国大量从比利时进口的光刻胶，是由日本公司JSR的比利时子公司生产的，因此当时韩国光刻胶对日本公司依赖度其实超过80%。

同时，韩国国际经济政策研究所在去年的报告中也表示，韩国半导体产业依然严重依赖日本。2020年韩国从日本进口的半导体材料占总进口量的38.5%，而第二大半导体材料进口来源是中国（20.5%）、其余分别为美国（11.3%）、中国台湾（8.3%）、越南（4.1%）。

虽然目前韩国企业在半导体材料国产替代上都开始大量投入，但要完全摆脱对日本的依赖恐怕在短期内依然不太可能实现。

关键原材料被“卡脖子”的阴影恐怕还要存在一段时间，这也启示韩国，势必要走自力更生之路，面对第三代半导体这个必争之地，韩国入局意料之中。