芯片不行光伏頂——為什么說中國光伏可給芯片巨大助力？

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2024年，全球半導體產業銷售額首次突破6000億美元，各家機構給出的數據偏差不大，比如半導體行業協會（SIA）和Gartner分別給出6276億和6260億美元。中國制造在其中占據的比例有多大呢？據中國半導體行業協會的數據，2024年中國芯片設計、制造、封裝三個行業的銷售額分別約為6460億元、3100億元和3130億元人民幣，合計12690億元，按照全年平均匯率1美元兌7.12元人民幣換算，相當于1782億美元，全球占比約28%。

需要注意的是，芯片設計業的產值會包含部分芯片制造和芯片封裝的產值在內，這里有部分重復計算。如果僅看芯片設計行業，全球芯片設計2024年產值4252億美元，中國占比為21%，這個數據更接近中國制造在全球半導體產業中的位置。

中國在半導體產業的弱勢，一大原因在于半導體原料和設備主要被海外企業把控。目前，全球半導體硅料（電子級多晶硅）市場仍被德、日、美廠商絕對主導，中國大陸企業協鑫科技、黃河水電等的合計份額不到10%。全球半導體硅晶圓市場由五大海外巨頭高度壟斷，日本信越化學、日本勝高、中國臺灣環球、德國世創和韓國SK Siltron占據了近90%的份額，中國大陸企業滬硅產業、中環等僅占7%。全球半導體設備市場更是由阿斯麥、應用材料、泛林、東京電子、科磊五大巨頭擁有85%的市場，中國企業北方華創、中微公司等的市場份額僅在10%左右。

中國在全球半導體產業中的地位還比較弱勢，但在光伏產業中卻是巨無霸的存在。

2024年，全球光伏產業規模為2731億美元，中國光伏在多晶硅、硅片、電池片和組件的全球占比分別為93.2%、96.6%、92.3%和86.4%，每個環節都是絕對的霸主。中國光伏制造的全球份額不低于90%，這個數據與中國芯片21%的全球份額形成了鮮明的對比。而且，中國在全球光伏產業的地位是全產業鏈的壓倒性優勢。全球光伏產業鏈上的每個環節，從原料、設備、制造到產品，全都掌握在中國企業手中。

中國光伏制造雖然強大，但在許多人眼里，卻是個產能過剩、技術含量低的產業。盡管中國的半導體產業還較落后，卻是投資者眼中的香餑餑，被認為市場空間巨大、行業前景光明。殊不知，如果中國要在半導體這個看起來高大上的產業有所作為，很可能需要來自光伏產業的助力。

光伏電池和芯片，看似兩種不同的產品，其實兩者都屬于半導體的范疇。光伏電池是個二極管，芯片最基礎的電子元器件晶體管就是個三極管。在許多大專院校，光伏和芯片都屬于半導體專業，兩邊的人才是相通的。同一個半導體專業的老師教出來的學生，有的去干芯片，有的去干光伏，這種事情很常見。

光伏電池與芯片在原料、工藝和設備上都存在共通性。中國發達的光伏產業憑借在材料、設備、資金及產業鏈生態等多方面的積累，可從多個維度對半導體產業形成顯著推進作用，且已有不少光伏企業跨界切入半導體領域并取得階段性成果。

比如硅料。光伏電池和芯片最基礎的原材料都是硅料，只不過芯片對硅料純度要求極高，通常需達到 11N-13N，而光伏級硅料純度過去僅要求6N-9N，所以一般只有半導體硅料廠跨界來做光伏級硅料，沒有光伏級硅料廠能去做半導體硅料的。但現在不同了，隨著技術的進步，一代又一代新出現的光伏電池對硅料的純度提出了越來越高的要求。多晶電池6N（99.9999%，6個9）夠用，常規單晶要7–8N，高效N型如TOPCon、HJT、IBC電池需要9N級硅料，這個已經相當于電子級二級。這就迫使光伏硅料廠通過持續優化提純與生產工藝，具備了向半導體級硅料突破的能力。

例如，通威股份2023年實現1000噸/年電子級多晶硅產品海外供貨，大全能源更是攻克出13N純度的半導體級多晶硅產品——11N以上就是電子級一級了。國內光伏硅料企業長期攻關硅料純度的提高，為半導體產業解決關鍵原材料卡脖子問題提供了強大支撐。這不僅可降低半導體產業對進口高純度硅料的依賴，還可通過規模化生產攤薄成本，推動半導體原材料國產化降本。

其次，光伏制造設備與半導體制造設備在底層技術上存在諸多共性，光伏企業積累的技術可跨界遷移至半導體設備領域，加速半導體設備的國產替代進程。真空與薄膜沉積技術方面，捷佳偉創在光伏領域的PECVD（等離子體增強化學氣相沉積）技術，可遷移至半導體晶圓的介質層沉積工藝，其TOPCon電池鍍膜設備已實現半導體級的薄膜均勻性；精密制造技術方面，邁為股份HJT電池絲網印刷設備的微米級對位精度技術，為其半導體封裝用晶圓鍵合設備奠定基礎，其交付的全自動晶圓級混合鍵合設備已進入中芯國際臨港基地產線；第三代半導體設備方面，晶盛機電依托光伏長晶技術積累，研發的8英寸SiC（碳化硅）長晶爐已通過客戶驗證，有望2026年量產，填補國內相關設備空白。

光伏產業的大規模擴張，還直接催生了對功率半導體的龐大需求，進而倒逼相關半導體技術升級。光伏電站的逆變器、控制器等核心部件，必須依賴MOSFET、IGBT、SiC等高性能功率半導體來實現高效能量轉換。這一需求推動了半導體企業在SiC、氮化鎵（GaN）等第三代半導體材料應用上持續攻關。這些技術突破既可滿足光伏產業對高轉換效率、高可靠性器件的需求，也可遷移至新能源汽車、5G基站等其他半導體應用場景，形成技術擴散效應。

最重要的或許是現金流和供應鏈的支持。許多做半導體設備的企業，同時也在做光伏設備。半導體供應鏈長期掌握在西方企業手中，中國企業如果想打進去，既要用很長的時間進行產品研發，產品研發出來后還需要很長時間的驗證，這就面臨持續投入的問題。中國光伏產業的強勢，讓這些中國光伏設備企業積累了充足的現金流和成熟的產業鏈管理經驗，可為半導體設備市場的拓展提供資金和生態助力。

在資金方面，光伏企業的豐厚利潤可投入半導體等高研發成本領域，如中國光伏設備龍頭企業捷佳偉創2024年凈利潤達27.6億元，充足的資金為其半導體業務研發提供了保障。在產業鏈協同方面，光伏產業完善的供應鏈體系，包括精密零部件、特種氣體、清洗劑等配套環節，可部分復用至半導體產業，降低半導體產業的供應鏈搭建成本。此外，由于產品相似度大，光伏設備企業在質量管理、規模化生產管控、全球化客戶服務等方面的經驗，也能為跨界半導體業務提供成熟范式，縮短半導體相關產品的市場驗證周期。

這幾年，我在研究中國光伏產業的過程中，發現隨著光伏電池的快速迭代，光伏電池從原料、工藝到設備都在逼近半導體領域。我看到，中國強大的光伏產業正在幫助半導體產業突破半導體核心原材料瓶頸、實現設備技術的遷移與突破、帶動功率半導體需求與技術迭代，并給半導體產業提供資金與產業鏈生態支撐。我相信，中國企業在半導體原料和設備領域的突破指日可待。而一旦在原料和設備領域站穩腳跟，芯片產品的市場拓展也就是水到渠成的事情了。

（作者簡介：余盛，硬科技財經作家、荷蘭商學院行業導師，著有《中國光伏突圍戰》《芯片戰爭》《芯片浪潮》《手機戰爭》《金龍魚背后的糧油帝國》等作品。歡迎關注公眾號“余盛”，第一時間閱讀余盛本人的原創科技、財經和歷史類深度評論文章。）

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