布局未来，第三代半导体开辟双碳新赛道

　　【导读】
　　探讨未来半导体行业发展与生态建设
　　中国信通院预计，到2025年，我国数字经济规模将超过60万亿元。
　　若看支撑数字经济的底座，必然少不了硬件设备，硬件主导的算力是整个数字经济时代的水电煤。
　　我国芯片产业发展起步相对较晚，但发展前景巨大，找准发力锚就至关重要。
　　21世纪以来，第三代半导体材料开始初露头角，市场火热的5G基站、新能源汽车和快充等都是第三代半导体的重要应用领域。
　　产业每次面临升级迭代，意味着新的机遇也将到来。对于国内芯片乃至整个半导体产业来讲，挖掘较新的技术路线，就等于抓住了成长机会点。
　　2022中关村论坛将于11月25日至30日举办，主题为开放合作共享未来，由科学技术部、国家发展改革委、工业和信息化部、国务院国资委、中国科学院、中国工程院、中国科学技术协会、北京市政府北京市人民政府共同主办。届时，开设相关论题的平行论坛将探讨未来半导体行业发展与生态建设等相关话题。
　　第三代半导体布局提速，引领新一轮科技革命和产业变革
　　第三代半导体也称宽禁带半导体，包括氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）等，有着突出的光电特性。
　　如今各国和地区都在加强对第三代半导体技术研究和产业布局，我国也高度重视第三代半导体技术和产业研发。
　　第三代半导体主要应用的三大领域分别是光电子器件，如半导体照明、激光显示等；射频电子器件，如移动通信基站、卫星通讯等；功率电子器件，如新能源汽车、智能电网、高速轨道交通等。〔1〕
　　而这也与我国新基建七大产业方向相对应，如5G基站、新能源汽车充电桩、轨道交通等，都离不开第三代半导体。
　　11月28日，由科学技术部、工业和信息化部和北京市人民政府主办的2022中关村论坛平行论坛北京（国际）第三代半导体创新发展论坛将邀请海内外专家共同探讨第三代半导体技术发展现状，趋势展望及对能源、交通、信息等领域高质量发展的支撑作用。
　　据《经济日报》报道，具体来说，我国十四五期间发展第三代半导体的目标为：
　　要突破第三代半导体功率电子材料及器件产业化技术，推动新一代电力电子技术革命，实现在高速列车、新能源汽车、工业电机等领域的规模应用；开展万伏千安级SiC功率器件技术应用示范，引领国际特高压输变电和清洁能源并网技术发展；解决移动通信行业GaN基射频芯片基本依赖进口的卡脖子问题，突破MicroLED、深紫外光源等光电芯片产业化技术，促进在健康医疗、公共安全、新型显示等行业形成新兴产业。
　　由此可见，无论是由5G与新能源等前沿技术主导革新的通讯和交通行业，还是算力支撑的数字经济整体，第三代半导体都将成为产业升级的核心驱动力之一。
　　第三代半导体的低碳下游产业：绿色助力数字经济发展
　　半导体行业发展能走多远，很大程度上取决于其下游产业的需求，更受时代主题影响。
　　如今，绿色低碳发展、万物智能互联成为全球共识，第三代半导体作为产业创新发展的新引擎，同时支撑国家双碳目标的实现和数字化、网络化、智能化融合发展需求。
　　回望当前国际竞争最激烈的第二代半导体，其对应的下游产业主要为电子、通信、手机等，其原材料也比较稀缺，同时会对环境造成污染。
　　来源：方正证券
　　而反观第三代半导体的原材料是碳化硅和氮化镓为主，原材料相对环保，所对应的产业也更加绿色低碳。在双碳目标的加持下，国产第三代半导体正迎来难得的发展机遇。
　　新能源汽车、光伏产业在碳中和的大趋势下有极大的发展潜力，下游产业的需求十分强劲，越来越多新能源车采用第三代半导体产品。
　　例如，碳化硅能够为新能源汽车提供能源转换率更高、体积更小、重量更轻的电机控制器，从而降低整车重量并降低能耗。
　　众所周知，我国已成为新能源汽车最大的生产国和全球最大的新能源汽车市场，光伏和风电装机量规模也均是世界第一，发展高效节能的第三代半导体对于我国有着重要意义。反向来看，若我国掌握了这个技术的生产，新能源汽车和光伏产业则大有可为。
　　在北京（国际）第三代半导体创新发展论坛上，专家们也将探讨双碳目标下第三代半导体产业新形势、新机遇及全球合作创新发展新战略。
　　芯片架构新秀RISCV，建设生态迈向万物互联
　　与芯片材料迎来迭代际遇类似，芯片的架构如今也出现了新秀RISCV。
　　目前市场主流应用的芯片架构中，PC端、服务器市场以X86架构为主导，而移动终端占据超95份额则是ARM架构。
　　目前这两大架构均由海外厂商为主导，而芯片架构若能独立且开源，则对自主发展生态具备重大意义，RISCV就是具备这样潜力的一种架构。
　　RISCV作为开源指令集，从设计理念上摒弃了历史包袱，具有精简、低功耗、模块化、可扩展、开放开源等技术优势。不同于已占据绝对市场份额的两大架构，RISCV目前的生态发展依然在起步阶段，目前各个国家都在对此积极投入研发。
　　11月26日，由中国科学院主办的2022中关村论坛平行论坛RISCV开源处理器芯片生态发展论坛将邀请国内外权威专家围绕如何根据RISCV特征，发展相关产业生态展开研讨。
　　如今，业内已经达成了一个共识：RISCV的出现带来了一种全新的处理器生态开发模式和与之相匹配的新商业模式。那目前来看，相比另两大架构，RISCV芯片架构有无更合适的应用场景？
　　RISCV是史上最丰富、最开放的指令集架构，让简易且模块化的技术路线成为了可能，此外还有低功耗、体积小等优势，非常适合在边缘计算、人工智能、物联网（IoT）领域得以应用。
　　这三大领域也正是世界走向万物互联趋势的核心支柱，市场调研公司SemicoResearch则预计，到2025年全球将有624亿颗RISCV架构的处理器内核，并开始被运用于嵌入式物联网、工业和汽车等产业。
　　但此类架构的碎片化特征也会带来碎片化风险，对生态构建构成了挑战。
　　同时，尽管基于RISCV架构的专用处理器已有一部分出货量，但整体覆盖面、显示度和标杆度却依然不够。而对有发展潜力的物联网市场，RISCV也依然缺少大量落地应用检验的经验。除了产业经验，还需要开源处理器等工具链的全方位生态支持。
　　但想要将产品推向更广阔的市场，就需要生态的繁荣。芯片与上层生态的关系就像是树根与树干树枝的关系，只有芯片有足够的能力，上层的软件生态才能繁荣。
　　除了上述软硬件技术配备，人才培养、产业上下游无论是RISCV架构，还是第三代半导体整体产业，都是道阻且长但又充满机遇的道路，各位业内行家准备好踏上征程了吗？
　　参考文章：
　　〔1〕经济日报《沈波：第三代半导体产业面临挑战》
　　〔2〕21世纪经济报道《芯片架构新秀RISCV，国内生态开放生长》