“如果中國在5G技術上保持領先，將來在通訊、人工智能、云端服務等等，中國都會大大超前，因為中國在高科技應用領域是很強的。”

“美國如果公平競爭贏不了，它就會采取行政的方式，1980年代對日本做了一次，2018年開始，又開始對5G進行制約，但是這次它的對手不再是日本。美國對中國制約的能力沒有那么強，但是我們不能掉以輕心。”

“第三代半導體有一個特點，它不是摩爾定律，是后摩爾定律，它的線寬都不是很小的，設備也不是特別的貴，但是它的材料不容易做，設計上要有優勢。”

“第三代半導體，IDM開始現在是主流，但是Foundry照樣有機會，但是需要設計公司找到一個可以長期合作的Foundry。”

“有的地方我們中國是很強的，比如說封裝、測試這一塊很強。至于設備上面，光刻機什么，我們是差距很大的。如果我們專門看三代半導體的材料、生產制造、設計等等。我們在材料上面的差距，我個人覺得不是很大了。”

“要考慮短時間之內人才基礎，這是我們一個弱點，基礎可能做了，但是基礎跟應用之間有一個gap，怎么去把它縮短？歐美公司做得比較好一點，我們就借用他們的長處來學習。”

“個人覺得第三階段，如果只是有了材料，有了外延片，來做這個器件，如果我們用一個6寸來做，投資就看你要做多大，大概最少20億多，到了六七十億規模都可以賺錢的。這是做第三段。 如果第二段要做Epi（外延片）投資也不大，相對應的 Epi廠投資，大概只要不到10億就起來了。”

以上，是原中芯國際創始人兼CEO、上海新昇總經理，現芯恩(青島)創始人兼董事長張汝京，今天在中信建投證券和金沙江資本舉辦的萬得3C會議線上直播中，分享的最新精彩觀點。

“中國第三代半導體發展機遇交流峰會”由【中信建投證券研究所】和【金沙江資本】共同主辦。在主辦方精心籌備之下，邀請到了半導體領域專家和投資大咖參會，中芯國際創始人張汝京博士受邀出席并擔任發言嘉賓，與會的嘉賓還有金沙江資本創始人及董事局主席伍伸俊、資產管理公司TPG（德太投資）中國區管理合伙人孫強、絲路規劃研究中心副主席，瑞信集團董事會成員&絲路金融有限公司首席執行官李山。

此次會議為半導體發展機遇交流系列會議第一期，【中信建投證券研究所】和【金沙江資本】后續還將針對半導體領域舉辦更多線上和線下活動。歡迎關注！

張汝京平時很少公開發聲，關于張汝京和剛在科創板上市的中芯國際的故事，可點此查看。中芯國際今日申購，傳奇創始人張汝京三進三出締造中國硬實力，能成為中國的德州儀器嗎|聰明投資者

在這次難得的分享中，他介紹了第一到第三代半導體，問答環節中，張汝京結合當下中美之間的背景，分享了對半導體國產替代的看法、第三代半導體可能的發展模式，以及在半導體細分的各個產業里，中國與國外的差距及優勢。

聰明投資者整理了張汝京的演講和問答精彩內容，分享給大家。

第一到第三代半導體

我跟大家討論一下第一到第三代半導體的科普。

第一代的半導體材料，最早用的是鍺（germanium），后來再從鍺變成了硅（silicon），因為硅的產量多，技術開發的也很好，所以基本上已經完全取代了鍺。

但是到了40納米以下，鍺的應用又出現了，鍺硅通道可以讓電子流速度很快。

所以第一代的半導體材料中，硅是最常用的。現在用的鍺硅在特殊的通道材料里會用到，將來會涉及到碳的應用，這都是后話。

這些材料在元素周期表里都是4價的，IV A組的碳、硅、鍺、錫、鉛，都屬于第一代。

第二代是使用復合物的，the compound semiconductor material（復合半導體材料）。我們常用的是砷化鎵（gallium arsenide）或者磷化銦（indium phosphide）這一類材料，這些可以用在功放領域，早期它速度比較快。

但是因為砷（arsenide）含劇毒，所以現在很多地方都禁止使用，所以砷化鎵的應用還是局限在高速的功放功率領域。

而磷化銦則可以用來做發光器件，比如說LED里面都可以用到。

到了第三代，更好的化合物材料出現了，包括碳化硅（silicon carbon）、氮化鎵、氮化鋁等等，這些都是3、5族的元素化和形成的。

碳化硅在高電壓、大功率等領域有著特別的優勢；氮化鎵的轉換頻率（switching frequency）可以很高，所以常被用在高頻功放器件領域；氮化鋁用于特殊領域，民用會涉及得比較少。

另外還有一些半導體是比較特別的，不知道該歸入第幾代，時間上它們是貫穿第二、第三代。

主要集中在2、6族的元素，是由周期表中排在II B和VI A的元素化合形成的，比如銻化鎘（CdTe）、銻化汞（HgTe）或是碲鎘汞（HgCdTe）等等。

這些材料的用途非常的特別，工藝也比較復雜，基本上民間很少用到它，但它們也還屬于半導體的范疇。

以上就是關于三代半導體材料的簡要介紹，一會兒討論的時候，我們可以盡量討論一些細節。

對話部分

美國對中國制約的能力沒有那么強

碳化硅生產的三個階段都可能遇到瓶頸

問：從2018年中興，包括2019年華為被美國納入實體名單以來，半導體產業最熱的兩個概念就是國產替代和彎道超車。兩年來，整個中國半導體產業面臨著美國的各個層面的封鎖，請問你如何看待中國半導體產業的所謂國產替代和彎道超車？

張汝京：我常常不太了解為什么要彎道超車，直道就不能超車嗎？

其實隨時都可以超車，彎道超車不是捷徑，反而是耗時費力的方法，這是我的看法。

目前，美國對中國的高科技產業有很多限制，但這不是從現在才開始的。

早在2000年之前，就已經出現所謂巴黎統籌委員會（簡稱“巴統”，于1994年解散），也是一個國際間的技術封鎖。

最近出現的就是《瓦森納協定》，都是對某一些國家實行高科技技術、材料和設備等的禁運。

2000年，我們回到大陸建Foundry廠的時候，這些限制都還存在，但小布什政府對于中國還是比較支持的，他任期內逐漸開放了一些限制。

我們當時在中芯國際從0.18微米級別的技術、設備和產品要引入中國大陸，都要去申請許可。

0.18微米、0.13微米我們都去美國申請了，而且得到美國政府4個部門的會簽，包括美國國務院、商務部、國防部和能源部。

能源部比較特殊，它是怕我們做原子彈之類的武器，但我們不做，所以能源部通常都會很快的去通過。

所以這個限制是一直存在的，但是2000年以后逐漸的減少了，我們就從0.18微米一直到90納米、65納米，45納米都能申請獲批。

而且45納米的技術還是從IBM轉讓來的，這在當時是相當先進的。此后，我們又申請到了32納米——這個制程可以延伸到28納米。

之后我本人就離開了中芯國際，后面可能就沒有繼續申請28納米以下的技術，但也可能不需要了。

總之，對于設備的限制等等，各個美國總統會定出不同的策略，特朗普對中國定的策略是最嚴苛的。

早期美國商務部是很支持我們的，國防部會有很多意見，但是經過4個部委討論通過以后也都通過了。

但這次最大的阻力卻來自美國商務部，這主要是因為美國在5G技術上落后了，所以它就希望中國在5G領域的發展腳步放慢，這種限制也有過先例。

1980年代的時候，我們在美國生產存儲器，當時日本存儲器技術在技術、設計和良率都比美國先進很多，于是美國就開始限制日本，后來還逼日本簽下《廣場協定》。

結果大家也看到，日本根本抵擋不了美國的壓力，存儲器行業幾乎消亡，只有一兩家還能茍延殘喘。

在邏輯方面，日本本來就沒有特別的優勢，至今也不算領先，這方面中國大陸可能都比日本強。

但是日本領先的是模擬（analog）和數模混合，在汽車、高鐵這些領域的元器件日本做的是不錯的。

當時，受到美國的影響，日本各方面都受到了很大制約，發展速度就放緩了。

但日本也并沒有停下腳步，而是潛心鉆研材料和設備，所以它在這幾方面還是十分領先。

譬如說現在全世界大概51%的300毫米大硅片，都產自日本信越和松口這兩家公司。

日本在光刻膠、特殊的化學品和材料等領域都是領先的。

設備方面，日本的光刻機也是很領先，其他的基礎設備也都能自主生產，比如擴散爐、LPC單片機等。

但總的來說，美國對日本技術限制之后，日本的設備，尤其是存儲器領域，還是受到很大打擊。

然而，這次美國發現中國對其造成很大的競爭壓力時，美國的行政負責人，就開始要打擊和制約以5G通訊為主的中國技術。

如果中國在5G技術上保持領先，將來在通訊、人工智能、云端服務等等，中國都會大大超前，因為中國在高科技應用領域是很強的。

最近鬧得沸沸揚揚的抖音，它比美國的Facebook要好得多，同樣是社交網站，抖音有很多有趣的功能，一下子就在美國受到很多年輕人的喜歡。

當然也可以看到Facebook的負責人說話很酸，說中國如何如何不好，這都是出于嫉妒的心理。

美國如果公平競爭贏不了，它就會采取行政的方式。

1980年代對日本做了一次，2018年開始，又開始對5G進行制約，但是這次它的對手不再是日本。美國對中國制約的能力沒有那么強，但是我們不能掉以輕心。

5G領域常常會用到第三代半導體材料，比如說5G的高頻芯片用的材料是氮化鎵。

這種材料的頻率非常高，也可以耐高壓高溫。又比如無人駕駛汽車、或大功率的充電樁都會用到碳化硅，這些材料美國都會對中國采取禁運措施。

今天武總跟我提到，第三代半導體材料的應用會以碳化硅為重點，我就說多跟大家討論一下碳化硅。

這是一個非常好的材料，但它生產的三個階段都是可能遇到瓶頸的地方：

一是材料，碳化硅的單晶，早期2到4寸用了很久，現在是6到8寸也出來了，當然用到最多的還是4寸和6寸，原料本身就是很重要的資源；

第二階段是生產外延片，這也涉及到特別的技術，對最終元器件成品的質量至關重要；

第三階段就是去生產各種功率的半導體，這些半導體的用途就很廣泛了。

其中使用最多的是新能源汽車和動車里的高功率器件，電壓超過3000伏，最好用碳化硅來做。但這個材料制造的環節，中國的技術相對比較弱。

第三代半導體的發展規律？

IDM模式現在是主流

問：怎么看待第三代半導體，它會以什么樣的規律去發展？第三代半導體未來的發展模式會是以IDM為主，還是說也是Design House（第三方設計）加Foundry（代工）這種模式占主導。

張汝京：半導體這個行業要長期投入，從業人員也要耐得住寂寞，經驗是逐漸累積起來的，和網絡電商這些不一樣。

那些東西可以很短的時間有一個好的想法，就可以一下起來，投資人也愿意把錢投到那邊去。

但是第三代半導體有一個特點，它不是摩爾定律，是后摩爾定律，它的線寬都不是很小的，設備也不是特別的貴，但是它的材料不容易做，設計上要有優勢。

它投資也不是很大。所以如果出現了，第一，有沒有市場？有；有沒有人愿意投？可能有些人愿意，因為不是很大的投資，回報率看起來也都不錯；政府支持嗎？政府支持；有沒有好的團隊？這個是一個大問題；人才夠嗎？這是一個問題，真正有經驗的人在我們國內是不夠的。

所以第三代半導體，就拿碳化硅來講，好的產品市場非常大，因為新能源車里面要用很多。

舉個例子，特斯拉的Model 3就用到了碳化硅，silicon carbon（碳化硅）的功率器模組。

這些模組是誰做的呢？

是意法半導體，最近它也開始向英飛凌買一些，它基本上是這兩家提供的，而這兩家基本上都是 IDM公司，它做得很好。

看起來第三代半導體里面大的這些都是IDM公司，因為它從頭到尾產業鏈是一家負責，做出來可能效率會比較高。

但是也有Foundry，有的人在日本，有人做Epi（外延片）做得不錯，在我們中國最早的單晶的襯底片不一定自己做的，但是上面外延片自己做。

做了以后，有一些設計公司設計好了以后，在不同的Foundry里去流片，這種碳化硅的Foundry，日本有，臺灣地區有，韓國也有，所以也有這種分工合作的情景。

我們中國大陸也有人想這樣做，所以我個人覺得第三代半導體，IDM開始現在是主流，但是Foundry照樣有機會，但是需要設計公司找到一個可以長期合作的Foundry。

我個人覺得這是一個好機會。

如果資本市場愿意投入，這個所需的資本跟做先進的邏輯平臺差太多倍了。投資并不是很多就可以做，重點是人才。

這些人才，我們國內現在不太夠的，但美國有，有些人還是愿意來大陸來做，日本有一些不一定方便來。

韓國有、臺灣地區有，我們中國大陸自己也有些研究機構做得不錯，如果這些人愿意進到產業界來，這也是很好。

我個人覺得韓國三星就做得不錯。剛剛有幾位朋友提到三星為什么做得好呢？

他就是一個IDM，它財力雄厚，而且它眼光很遠的。雖然國內的市場不大，但是它曉得它一定要掌握技術，所以很早以來中國三星不但是開發材料，做設備，把各式各樣的產業從頭做到尾。

如果有一天它受到制約，這個不給它，那個不給它，基本上除了光刻機以外，它都可以活命的。

基本上第一到第三代的半導體產品，它都能夠生產，而且具有很大的競爭力。

在臺灣是有一家有能力做到三星的，這一家它在技術上非常領先，但是除了技術以外，基本上對材料、設備不太去發展。

因為它們覺得不會被海外的市場卡脖子，所以它覺得沒有必要做這個事情。再加上它們的領導喜歡focus在他專業上面，其它他不去碰，所以有很好的機會，但是沒有發展出產業鏈。

我們中國大陸就不一樣，可能會被卡脖子的，所以一定要自己把這些技術開發出來。

我再強調一下，第三代半導體投資并不是很大，重點是人才，IDM我個人覺得是不錯，用分工Foundry合作的方式也可行。

希望投資界的人多注意關懷，給予適當的支持。我再強調一下，投資的錢比做一個先進的邏輯平臺要少太多。

投資金額看對應階段

10億，20億起步

問：能不能有一個大概的量化，投資的錢要比先進的廠少太多，到底大概區間是多少錢呢？能夠有一個像樣的規模。

張汝京：像樣的規模，我個人覺得第三階段，如果只是有了材料，有了外延片，來做這個器件，如果我們用一個6寸來做，投資就看你要做多大，大概最少20億多，到了六七十億規模都可以賺錢的。這是做第三段。

如果第二段要做Epi（外延片）投資也不大，相對應的 Epi廠投資，大概只要不到10億就起來了。

設備也不難，技術要注意，原材料我們中國山東的天岳、芯成這些都是不錯的。這些廠材料就是看你要做多大，這些爐子基本上都已經可以國產化，而且做得也不差。

否則你要向日本、德國買都買得到，也都不貴。我估計相對應的一個工廠，廠房土地不算，設備大概10億到20億人民幣也就起家了，以后做得越好再增加。所以并不是很大。

封裝、測試這一塊我們中國很強

設備上面和別人差距很大

問：作為中芯國際的創始人，你在半導體制造領域有非常了不起的建樹，也見證了過去幾十年本土半導體制造發展。目前我們相比20年前取得了一定的進步，你如何看待過去的一段時間的進步？我們在這個領域跟海外的公司還是有一定的差距，你如何看待差距？在這個領域，特別是在第三代半導體領域，如何破局？

張汝京：我覺得差距范圍太廣了，有的地方我們中國是很強的，比如說封裝、測試這一塊很強，至于設備上面，光刻機什么，我們是差距很大的。

如果我們專門看三代半導體的材料、生產制造、設計等等。我們在材料上面的差距，我個人覺得不是很大了。

兩年多前，我去參觀過我們國內的幾個做silicon carbon（碳化硅）單晶的公司，那時候我看到的數據跟海外差距比較大。

但讓我很驚訝的，在過去兩年多時間里，他們進步非常的大，在材料上面，4寸的基本上做得跟海外很接近，差距不大了，6寸還是有點差距，但是假以時日也跟得上來，這是做材料。

外延片，完全在技術上的，設備也買得到，這個差距很快可以縮短。

至于說第三段，設計都不是很難的。它有很多是經驗的累積，生產制造的設備并不需要那么先進，但是功率上面要很小心，否則做出來的效果就跟人家不一樣。

效果的差距比較大，所以重點還是在功率上面設計的配合要做的好。

因為國內目前還沒有真正的一家大一點的公司出來做，我還不知道有哪一家是有個很強的團隊在開發這個。

所以目前做出來的產品功率碳化硅，只做功率上面可能比較容易追，但是做到射頻上面用的氮化鎵。

做射頻，目前海外最強的，比如說日本的TDK跟村田這些都很強，我們跟這些有一些差距，但是也有一些新的公司，從海外回來的人才，在開發這種5G射頻里面用氮化鎵來做的，不錯。

請大家注意一下，剛剛我忘記是哪一位提到說，有很多小公司、新的公司做得是不錯的，比如說在美國加州一個小公司叫納維塔斯，不曉得有沒有被人家買掉，前一段時間我看他們做的是不錯的。法國也有一家公司被ST、Micron買了。

剛剛也提到，以色列還是有很多好公司可以去考慮的，因為這種主要是人才，這個人才也不需要很多，幾個好手來了，把我們這邊的年輕人教會，我們幾乎可以并駕齊驅。

要考慮短時間之內人才基礎，這是我們一個弱點，基礎可能做了，但是基礎跟應用之間有一個gap，怎么去把它縮短？歐美公司做得比較好一點，我們就借用他們的長處來學習。

所以我感覺差距不是那么大，沒有邏輯差得這么大，也沒有存儲器差距這么大，可以追得上的。

下決心找到合適的團隊。做這個行業里面是很寂寞，艱苦的，要有很強的信仰的力量來支撐我們，我們就可以把它做出來。所以我是樂觀，相信我們追得上。

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