储能：新能源发展+政策双轮驱动，三条主线收益，行业步入快车道

郑州比亚迪新能源产业园建设项目如下：

比亚迪将进一步在汽车零部件产业、电子零部件产业、新能源汽车推广、光储一体化、智慧交通等领域深化双方合作，加强在人才创新、数字化转型、智能制造、绿色低碳等领域协同发展，为加快建设现代化河南作出贡献。

比亚迪是著名的高新技术企业，在行业内具有很高的知名度和竞争力，在电子、汽车、新能源和轨道交通等领域优势明显，发展方向与河南重点培育新兴产业、谋篇布局未来产业的工作重点高度契合。

新能源

能源又称非常规能源，指传统能源之外的各种能源形式，一般为在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。

新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等。

对于新能源行业而言，认为这为其提供了福音。综合观察中国的股市行业，也正说明了这一点，中国绿色能源类股票价格飞扬，更多的闲散资金纷纷投入新能源以及环保行业。同时，中国将超过欧洲，成为世界最大的可替代能源增长市场。

1.供给能力明显提高。

2.能源节约效果显著。

3.消费结构有所优化。

4.科技水平迅速提高。

5.环境保护取得进展。

6.市场环境逐步完善。

具体来讲：

1.经济高质量发展稳中推进，能源清洁化转型成效显著。

随着改革的深入推进和对外开放的持续扩大，中国经济正从高速发展向高质量发展转变。根据国家统计局数据，2019年中国国内生产总值同比增长6.1%，中国经济增速换挡，但仍在合理区间内稳定运行。2019年宏观经济政策由“去杠杆”转为“稳杠杆”，通过调整融资结构缓解信用分层现象，预计未来中小企业融资难融资贵问题将有所改善。服务业对经济的拉动作用不断增强，随着产业结构调整的不断深入，第三产业增加值增速有望持续增长。中国主要工业行业2019年整体运行平稳，新能源产业、新一代信息技术产业、高技术制造业是中国工业经济增长平稳的重要因素。

2019年中国能源生产和消费量均创新高，能源对外合作进一步扩大，能源效率持续提升。2019年，中国煤炭消费在总能源消费中的占比为57.7%，再创新低；天然气、水电、核电、风电等清洁能源消费占比达到23.4%，能源消费结构清洁化、低碳化转型稳步推进。在主要能源品种供求关系方面，煤炭产量受国家推动产能优化政策影响稳中略升，煤炭消费量则保持相对稳定；2019年中国原油产量在经历了连续三年下降后首次实现小幅增长，但石油消费量增速则明显加快；天然气方面，2019年天然气产量再创新高，为近8年以来最大增幅，天然气消费依然保持较快增速。

2.能源安全结构性矛盾突出，替代能源亟待突破性发展。

自20世纪90年代中期以来，中国能源供需状况由自给自足逐渐转变为大量依赖进口，能源对外依存度不断攀升，能源安全隐患日益严峻。2019年中国原油和天然气对外依存度分别高达72.55%和42.56%。目前中国的能源安全问题不仅体现在总量上，更体现在结构上。能源安全矛盾集中体现在石油安全问题或油气安全问题上，也就是国内油气资源不能有效地支撑经济的持续发展。随着中国城市化、工业化进程的不断推进，将催生更多的油气消费需求，可以预见在未来的一段时间内，中国的油气对外依存度仍将保持上升趋势。能源进口来源地与进口来源通道风险将持续威胁着中国经济的高质量发展。

为了保障能源安全，中国应采取相应的措施。加大石油储备规模固然有一定的成本，但在面对危机时，其保障能源和经济安全的作用是不可替代的。相比于日本、韩国等发达国家，中国的石油储备规模仍相对较低。因此，中国应加快石油储备基地的建设。短中期内，煤炭在我国能源结构中的主导地位难以发生大规模变化，通过煤制油和煤制气等煤化工技术利用煤炭生产成品油和合成天然气能够有效缓解中国油气进口的压力。因此，围绕煤炭进行能源战略制定是因地制宜的明智之举，不仅具有较大的自主可控性，也是符合中国国情和能源现实的可靠选择。现阶段中国煤化工产业发展所面临主要制约和挑战集中在国际油价低迷、政策支持不足和环保压力较大等方面。政策制定者应从全产业链视角设计制定煤化工产业政策。

新能源汽车和轨道交通的发展兼具应对气候变化、环境保护和产业结构升级的功能，对于推动中国经济与环境可持续发展具有一定的现实意义。新能源汽车可以通过对传统燃油车的替代降低石油需求，在一定程度上缓解原油对外依存度较高的压力。在当前中国政府对新能源车补贴逐渐退坡而新技术短期尚未实现突破的背景下，政府通过刺激新能源汽车市场需求，例如通过补贴充电基础设施建设以促进其分布推广，提升新能源车充电便捷性，或许是激发消费者对新能源汽车的购买需求，实现新能源汽车推广的新思路。相对于新能源汽车而言，发展轨道交通则是在中短期内就能实现较大油气需求替代的解决方案。通过将城市居民分散的出行需求集中，提高运输量和运输速度，完善的轨道交通系统能够显著替代交通领域的石油消费。

3.新型城镇化建设持续推进，城市能源系统需创新应对。

随着中国进入全面建成小康社会的决胜阶段，中国特色社会主义进入新时代的关键时期，生态文明建设对城市能源系统提出了更高的要求。作为支撑城市经济发展的重要基础，城市能源系统需要随着快速发展的城镇化做出相应的创新和改变，以满足城市居民对清洁高效能源日益增长的需求。

储能技术是解决可再生能源发电存在的随机性和不稳定性问题的关键技术。储能技术的发展对于可再生能源的大规模消纳、提高电力系统运行效率和保障用电安全有较大意义，是打造未来城市能源系统的基础。发展新能源汽车，是应对全球气候变化和保障中国能源安全的必由之路。随着新能源汽车保有量的提升，其对城市能源系统的影响将愈加显著。利用电价引导新能源汽车用户合理规划充电时间，在用电低谷进行充电，有利于平滑负荷曲线实现“削峰填谷”，提升城市能源系统总体效率。随着分布式光伏行业的发展与成熟，预计其将彻底摆脱补贴依赖进入平价上网阶段。分布式光伏具有较高的部署灵活性，在处于东部经济发达但土地资源稀缺的III类资源区的城市能源系统中将发挥更大作用，有利于城市能源系统的清洁化发展。中国建筑能耗占总体能耗比例达28%，作为城市能源系统管理的重要环节，建筑节能具有较大的节能减排潜力。

　深圳坪山新区，比亚迪总部,六角大楼。出出进进的国内国外考察者，“很多人来考察调研云轨，几乎每天一个市长来”，比亚迪董秘李黔对全景网记者表示。

比亚迪总部门前的空中小火车，是展示试运行的 “云轨”，颇为吸睛。去年10月宣布试运行云轨业务的比亚迪，目前已签署意向订单超过10个城市，并在积极争取更多城市订单。

云轨业务是比亚迪的又一次创新和勇气，也是又一次的雄心和野心，“希望通过云轨业务，再造一两个比亚迪”。

在自己的传统强项电池领域，比亚迪也有大动作：准备开放自己的动力电池业务，向其他车辆制造商供应其电池。

横跨于IT、汽车、新能源、轨道交通4大产业，这家以技术创新为基因的企业一次次敢于先人一步。

比亚迪23年的成长简史

1994年成立的比亚迪，以做二次充电的镍电池起家，到了1997年，比亚迪开始做锂电池，相比较镍电池，锂电池的技术要求很高，当时比亚迪的年销售额只有几千万，面对的竞争对手是三洋、索尼、松下这样的日本知名企业。

这是比亚迪的第一次转型。2000年比亚迪拿到在手机界有如今天苹果地位一样的摩托罗拉的电池订单，2002年比亚迪拿到诺基亚的电池单子，由此比亚迪成为电池大王。

2002年，比亚迪股份（代码01211）在香港上市，发行价格是10.95元，当时是54支H股里面最高发行价记录，当时的H股都是1元、2元，算是给中国企业争了一把脸。

2002那一年，比亚迪的销售额是22个亿。

不甘心在手机电池领域舒适区呆着的比亚迪，又把目光标准了手机零部件，很快又在这一领域闯出名堂，2005年，手机零部件供给当时如日中天的诺基亚，2005年到2007年，比亚迪的手机零部件快速成长，2007年分拆出比亚迪电子（代码00285）在香港上市，如今的市值超过500亿，一年销售额有400个亿。

在电池和手机零配件业务之外，比亚迪更为出位的举动是去做汽车，和自己原有业务完全不搭边。

2003年，比亚迪收购秦川汽车牌照，开始自己生产汽车。这是比亚迪的第三次转型。此后，比亚迪的传统汽车业务也做得风声水起。

2007年，比亚迪又把眼光瞄准了电动汽车，此时，电动汽车根本不被业内人士看好，比亚迪是最早进入新能源汽车的企业，国家政策也不明朗。比亚迪终于造出“一个概念型的电动汽车”，当时没有人相信它能够产业化。2008年，巴菲特接触比亚迪公司和比亚迪创始人王传福，看中其研发和制造能力，以及比亚迪“前瞻性的梦想”， 2008年巴菲特投资比亚迪，比亚迪的关注度越来越高。

2008年，比亚迪向市场推出第一台真正的双模电动车F3DM，到了2010年，推出纯电动出租车，2011年开始推出电动大巴。之后比亚迪电动车，开始逐步得到广泛的运用。2011年，比亚迪从H股回归A股，实现A股和H股两地上市。2013年，比亚迪电动汽车销售额到10个亿,此后，伴随着新能源汽车产业政策红利， 2014年，比亚迪电动汽车销售额70个亿，2015年，190亿，2016年341亿。年复合增长率超过100%。

2016年度，比亚迪营业收入突破千亿，利润总额65亿元。目前A股总市值超过1800亿元，资本市场中国最具成长性的上市公司代表之一。

新能源汽车龙头的国际化之路

比亚迪前几年的发展是新能源汽车业务唱主角，也是增长最主要的动力。2017年上半年，补贴退坡、产品准入规则调整等政策影响，比亚迪2017年半年报显示，上半年新能源汽车收入同比增长为1.97%。

李黔表示，“我们作为这个行业的领导者，我们有信心，一方面带动这个行业的高速成长，另外一方面我们自身也有非常强的信心，自身也会高速的成长。”

最新新能源汽车再迎政策利好，乘用车“双积分”政策出台，李黔对此的解读，“会对未来电动汽车发展，起到非常大的作用，应该讲是一个里程碑的事件。”

按照比亚迪的战略规划，新能源汽车2020年在比亚迪汽车业务中将占到90%，到2030年，将完全实现私家车电动化。

在国内新能源车企当中，比亚迪率先走出国门，在“国际化的道路上遥遥领先”。2013年开始，比亚迪开始在美国建立生产电动大巴工厂，之后是巴西、匈牙利、法国、厄瓜多尔等，最新消息10月初，比亚迪宣布其在美国加州的纯电动巴士工厂竣工并投产。该工厂年产能1500台，也是北美地区最大纯电动大巴工厂。

尽管比亚迪的营业收入超过九成是国内市场，但在国际市场，但比亚迪在国际市场的发展非常吸睛。比亚迪以公共交通为突破口，不断推进新能源汽车在城市公交和出租车领域的发展和应用。

比亚迪董事长兼总裁王传福表示，在电动大巴领域，比亚迪在美国市场上罕有竞争对手。

在全球销售市场，比亚迪的电动大巴在包括欧美、日本等发达国家不断斩获新订单，目前已在全球50多个国家的200多个城市运行。

董秘李黔说 ，“比亚迪的电动汽车在海外的认可度从某种程度上是比国内的认可度还要高一些。国际化肯定是一个非常大的方向”，比亚迪的国际化业务已经有了好的开头，慢慢的是一个逐步开花结果的过程， “未来几年，我们可以陆陆续续看到，比亚迪的整个电动汽车在海外的量的提升过程，可能是呈现一个加速的过程，前面几年只是探路，是用小批量进行试运行”。

纵深拓展电池 布局原材料　

比亚迪以电池起家，电池业务是一块重要基石。比亚迪董事长王传福的一句话，“比亚迪在动力电池领域是两条腿走路，三元锂电池和磷酸铁锂电池都在发展”，作为国内动力电池行业的龙头企业，比亚迪的动力电池一直只供应给比亚迪自己。今年5月，比亚迪宣布将具有核心技术的动力电池业务开放，向其他新能源汽车制造商供货，短短几个月过去，已经进入实质性阶段，预期年底前公布首份合同。

董秘李黔表示，公司电池产能扩张，有了富余产能，此时把供应链打开，有利于带来公司的收入、利润。

比亚迪本身就是新能源汽车厂商，其他新能源车企会意愿采购比亚迪的动力电池吗？“一些国内、国际的领导汽车厂商，他们对于比亚迪电池是非常的渴求。” 李黔还对记者表示，“目前电池，从整个供应链体系来看，还是属于一个有瓶颈的环节，我们来把这个链条节打开，对整个行业的推动还是非常大的。”

动力电池的竞争力，一方面是要技术创新，另一方面要考虑如何控制电池成本。今年八月份，比亚迪牵手国轩高科共同成立新合资公司，主要从事锂离子电池三元正极材料前驱体项目，被外界解读为，比亚迪加强在三元电池领域布局。由于三元电池的循环充放次数和稳定性快速提升，需求量大幅上涨，汽车动力电池生产商纷纷布局三元锂电池。

原材料方面，动力电池原材料价格一直居高不下，去年，比亚迪在青海投资建设年产10GWH动力锂电池项目、年产2万吨动力电池材料生产及回收项目。值得注意的是，青海是全国锂资源最为丰富的地区，锂资源储量居全国首位。

布局云轨轨道交通 再造比亚迪

去年底，比亚迪正式宣告进军城市轨道交通领域，城市轨道交通业务被列入公司未来发展的战略方向之一。1000多人的研发团队，历时5年，累计投入50亿元,比亚迪成功打造的“云轨”由此进入公众视野。

目前比亚迪已经与10多个城市签约。比亚迪第一个商业化运行的云轨，银川云轨9月1日通车。

王传福曾表示， 比亚迪开发云轨，开发立体化交通，用以解决城市拥堵。未来比亚迪从电动车到云轨，希望通过技术把一些社会问题解决。

云轨属于中小运量的轨道交通，可以运用到三四线城市的主干线，一二线城市的机场线旅游线。云轨除了电网供电，自身也带有储能系统，车列全部是阻燃设计。据介绍，相比地铁，云轨造价更低，云轨在上下坡、急转弯的地方非常适用，适应性强，运行的噪音相比地铁钢轮要小。云轨可以两到八节灵活编组，每节运量可达160~200人。中运量的云轨单向一小时运输量为1~3万人。中运量的云轨符合三四线城市运量需求。

做电池和汽车再去做轨道交通，比亚迪的跨界是否太大了？市场前景如何？董秘李黔表示，云轨本质上也是一个电动汽车，“它也是靠电机驱动 ，云轨从技术上与公司还是有非常强的协同性”。

“假如一个三线、四线城市，一个城市比如有200公里，一公里平均2个亿，就是400亿的一个城市的规模，中国地级城市大概有273个，这就是万亿的市场，而这万亿的市场是刚刚起步，所以说我们比亚迪也对云轨做好了充分的准备，我们非常有信心，在未来十年属于一个高速增长的产业，希望云轨能够再造一个，甚至再造两个比亚迪。”

一直坚持创新，从电池到汽车，从传统汽车到新能源汽车，从新能源汽车到云轨，比亚迪一直带着技术创新的基因和理念前行，多年来围绕着新能源领域，如今迈入跨行业全产业链时代。董秘李黔认为，“多年来，比亚迪主要走的是内生性增长的道路，企业靠自身的研发，拼搏，再创新、再拼搏，来推动公司整个成长”。

随着绿色低碳战略的不断推进,提升能源利用效率和能源转换效率已经成为各行各业的共识,如何利用现代化新技术建成可循环的高效、高可靠性的能源网络,无疑是当前各国重点关注的问题。

值此背景下,以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的第三代半导体成为市场聚焦的新赛道。根据Yole预测数据, 2025年全球以半绝缘型衬底制备的GaN器件市场规模将达到20亿美元,2019-2025年复合年均增长率高达12%! 其中,军工和通信基站设备是GaN器件主要的应用市场,2025年市场规模分别为11.1亿美元和7.31亿美元

全球以导电型碳化硅衬底制备的SiC器件市场规模到2025年将达到25.62亿美元,2019- 2025年复合年均增长率高达30%! 其中,新能源汽车和光伏及储能是SiC器件主要的应用市场, 2025年市场规模分别为15.53亿美元和3.14亿美元。

本文中,我们将针对第三代半导体产业多个方面的话题,与国内外该领域知名半导体厂商进行探讨解析。

20世纪50年代以来,以硅(Si)、锗(Ge)为代的第一代半导体材料的出现,取代了笨重的电子管,让以集成电路为核心的微电子工业的发展和整个IT产业的飞跃。人们最常用的CPU、GPU等产品,都离不开第一代半导体材料的功劳。可以说是由第一代半导体材料奠定了微电子产业的基础。

然而由于硅材料的带隙较窄、电子迁移率和击穿电场较低等原因,硅材料在光电子领域和高频高功率器件方面的应用受到诸多限制。因此,以砷化镓(GaAs)为代表的第二代半导体材料开始崭露头角,使半导体材料的应用进入光电子领域,尤其是在红外激光器和高亮度的红光二极管方面。与此同时,4G通信设备因为市场需求增量暴涨,也意味着第二代半导体材料为信息产业打下了坚实基础。

在第二代半导体材料的基础上,人们希望半导体元器件具备耐高压、耐高温、大功率、抗辐射、导电性能更强、工作速度更快、工作损耗更低特性,第三代半导体材料也正是基于这些特性而诞生。

笔者注意到,对于第三代半导体产业各家半导体大厂的看法也重点集中在 “高效”、“降耗”、“突破极限” 等核心关键词上。

安森美中国汽车OEM技术负责人吴桐博士 告诉笔者: “第三代半导体优异的材料特性可以突破硅基器件的应用极限,同时带来更好的性能,这也是未来功率半导体最主流的方向。” 他表示随着第三代半导体技术的普及,传统成熟的行业设计都会有突破点和优化的空间。

英飞凌科技电源与传感系统事业部大中华区应用市场总监程文涛 则从能源角度谈到,到2025年,全球可再生能源发电量有望超过燃煤发电量,将推动第三代半导体器件的用量迅速增长。 在用电端,由于数据中心、5G通信等场景用电量巨大,节电降耗的重要性凸显,也将成为率先采用第三代半导体器件做大功率转换的应用领域。

第三代半导体材料区别于前两代半导体材料最大的区别就在于带隙的不同。 第一代半导体材料属于间接带隙,窄带隙第二代半导体材料属于直接带隙,同样也是窄带隙二第三代半导体材料则是全组分直接带隙,宽禁带。

和前两代半导体材料相比,更宽的禁带宽度允许材料在更高的温度、更强的电压与更快的开关频率下运行。

随着碳化硅、氮化镓等具有宽禁带特性(Eg>2.3eV)的新兴半导体材料相继出现,世界各国陆续布局、产业化进程快速崛起。具体来看:

与硅相比, 碳化硅拥有更为优越的电气特性 : 

1.耐高压 :击穿电场强度大,是硅的10倍,用碳化硅制备器件可以极大地 提高耐压容量、工作频率和电流密度,并大大降低器件的导通损耗

2.耐高温 :半导体器件在较高的温度下,会产生载流子的本征激发现象,造成器件失效。禁带宽度越大,器件的极限工作温度越高。碳化硅的禁带接近硅的3倍,可以保证碳化硅器件在高温条件下工作的可靠性。硅器件的极限工作温度一般不能超过300℃,而碳化硅器件的极限工作温度可以达到600℃以上。同时,碳化硅的热导率比硅更高,高热导率有助于碳化硅器件的散热,在同样的输出功率下保持更低的温度,碳化硅器件也因此对散热的设计要求更低,有助于实现设备的小型化

3.高频性能 :碳化硅的饱和电子漂移速率是硅的2倍,这决定了碳化硅器件可以实现更高的工作频率和更高的功率密度。基于这些优良的特性,碳化硅衬底的使用极限性能优于硅衬底,可以满足高温、高压、高频、大功率等条件下的应用需求,已应用于射频器件及功率器件。

氮化镓则具有宽禁带、高电子漂移速度、高热导率、耐高电压、耐高温、抗腐蚀、耐辐照等突出优点。 尤其是在光电子器件领域,氮化镓器件作为LED照明光源已广泛应用,还可制备成氮化镓基激光器在微波射频器件方面,氮化镓器件可用于有源相控阵雷达、无线电通信、基站、卫星等军事 或者民用领域氮化镓也可用于功率器件,其比传统器件具有更低的电源损耗。

半导体行业有个说法: “一代材料,一代技术,一代产业” ,在第三代半导体产业规模化出现之前,也还存在着不少亟待解决的技术难题。

第三代半导体全产业链十分复杂,包括衬底→外延→设计→制造→封装。 其中,衬底是所有半导体芯片的底层材料,起到物理支撑、导热、导电等作用外延是在衬底材料上生长出新的半导体晶层,这些外延层是制造半导体芯片的重要原料,影响器件的基本性能设计包括器件设计和集成电路设计,其中器件设计包括半导体器件的结构、材料,与外延相关性很大制造需要通过光刻、薄膜沉积、刻蚀等复杂工艺流程在外延片上制作出设计好的器件结构和电路封装是指将制造好的晶圆切割成裸芯片。

前两个环节衬底和外延生长正是第三代半导体生产工艺及其难点所在。我们重点挑选碳化硅、氮化镓两种典型的第三代半导体材料来看,它们的生产制备到底还面临哪些问题。

从碳化硅来看,还需要“降低衬底生长缺陷,以及提高工艺效率” 。首先碳化硅单晶制备目前最常用的是物理气相输运法(PVT)或籽晶的升华法,而碳化硅单晶在形成最终的短圆柱状之前,还需要通过机械加工整形、切片、研磨、抛光等化学机械抛光和清洗等工艺才能成为衬底材料。

这一机械、化学制造过程存在着加工困难、制造效率低、制造成本高等问题。此外,如果再加上考虑单晶加工的效率和成本问题,那还能够保障晶片具备良好的几何形貌,如总厚度变化、翘曲度、变形,而且晶片表面质量(粗糙度、划伤等)是否过关等,这都是碳化硅衬底制备中的巨大挑战。

此外,碳化硅材料是目前仅次于金刚石硬度的材料,材料的机械加工主要以金刚石磨料为基础切割线、切割刀具、磨削砂轮等工具。这些工具的制备难度大,使用寿命短,加工成本高,为了延长工具寿命、提高加工质量,往往会采用微量或极低速进给量,这就牺牲了碳化硅材料制备的整体生产效率。

对于氮化镓来说,则更看重“衬底与外延材料需匹配”的难题 。由于氮化镓在高温生长时“氮”的离解压很高,很难得到大尺寸的氮化镓单晶材料,当前大多数商业器件是基于异质外延的,比如蓝宝石、AlN、SiC和Si材料衬底来替代氮化镓器件的衬底。

但问题是这些异质衬底材料和氮化镓之间的晶格失配和热失配非常大,晶格常数差异会导致氮化镓衬底和外延层界面处的高密度位错缺陷,严重的话还会导致位错穿透影响外延层的晶体质量。这也就是为什么氮化镓更看重衬底与外延材料需匹配的难点。

在落地到利用第三代半导体材料去解决具体问题时,程文涛告诉OFweek维科网·电子工程, 英飞凌的碳化硅器件所采用的沟槽式结构解决了大多数功率开关器件的可靠性问题。

比如现在大多数功率开关器件产品采用的是平面结构,难以在开关的效率上和长期可靠性上得到平衡。采用平面结构,如果要让器件的效率提高,给它加点电,就能导通得非常彻底,那么它的门级就需要做得非常薄,这个很薄的门级结构,在长期运行的时候,或者在大批量运用的时候,就容易产生可靠性的问题。

如果要把它的门级做的相对比较厚,就没办法充分利用沟道的导通性能。而采用沟槽式的做法就能够很好地解决这两个问题。

吴桐博士则从产业化的角度提出, 第三代半导体技术的难点在于有关设计技术和量产能力的协调,以及对长期可靠性的保障。尤其是量产的良率,更需要持续性的优化,降低成本,提升可靠性。

观察当前半导体市场可以发现,占据市场九成以上的份额的主流产品依然是硅基芯片。

但近些年来,“摩尔定律面临失效危机”的声音不绝于耳,随着芯片设计越来越先进,芯片制造工艺不断接近物理极限和工程极限,芯片性能提升也逐步放缓,且成本不断上升。

业界也因此不断发出质疑,未来芯片的发展极限到底在哪,一旦硅基芯片达到极限点,又该从哪个方向下手寻求芯片效能的提升呢?笔者通过采访发现,国内外厂商在面对这一问题时,虽然都表达出第三代半导体产业未来值得期待,但也齐齐提到在这背后还需要重点解决的成本问题。

“目前硅基半导体从架构上、从可靠性、从性能的提升等方面,基本上已经接近了物理极限。第三代半导体将接棒硅基半导体,持续降低导通损耗,在能源转换的领域作出贡献,” 程文涛也为笔者描述了当前市场上的一种现象:可能会存在一些定价接近硅基半导体的第三代半导体器件,但并不代表它的成本就接近硅基半导体。因为那是一种商业行为,就是通过低定价来催生这个市场。

以目前的工艺来讲,第三代半导体的成本还是远高于硅基半导体 ,程文涛表示:“至少在可见的将来,第三代半导体不会完全取代第一代半导体。因为从性价比的角度来说,在非常宽的应用范围中,硅基半导体目前依然是不二之选。第三代半导体目前在商业化上的瓶颈就是成本很高,虽然在迅速下降,但依然远高于硅基半导体。”

作为中国碳化硅功率器件产业化的倡导者之一,泰科天润同样也表示对第三代半导体产业发展的看好。

虽然碳化硅单价目前比硅高不少,但从系统整体的角度来看,可以节约电感电容以及散热片。如果是大功率电源系统整体角度看成本未必更高,同时还能更好地提升效率。 这也是为什么现阶段虽然单器件碳化硅比硅贵,依然不少领域客户已经批量使用了。

从器件的角度来看,碳化硅从四寸过度到六寸,未来往八寸甚至十二寸发展,碳化硅器件的成本也将大幅度下降。据泰科天润介绍,公司新的碳化硅六寸线于去年就已经实现批量出货,为客户提供更高性价比的产品,有些产品实现20-30%的降价幅度。除此之外,泰科天润耗时1年多成功开发了碳化硅减薄工艺,在Vf水平不变的情况下,可以缩小芯片面积,进一步为客户提供性价比更高的产品。

泰科天润还告诉笔者:“这两年随着国外友商的缺货或涨价,比如一些高压硅器件,这些领域已经出现碳化硅取代硅的现象。随着碳化硅晶圆6寸产线生产技术的成熟,8寸晶圆的发展,碳化硅器件有望与硅基器件达到相同的价格水平。”

吴桐博士认为, 目前来看在不同的细分市场,第三代半导体跟硅基器件是一个很好的互补,也是价钱vs性能的一个平衡。随着第三代半导体的成熟以及成本的降低,最终会慢慢取代硅基产品成为主流方案。

那么对于企业而言,该如何发挥第三代半导体的综合优势呢?吴桐博士表示,于安森美而言,首先是要垂直整合,保证稳定的供应链,可长期规划的产能布局以及达到客观的投资回报率其次是在技术研发上继续发力,比如Rsp等参数,相比行业水准,实现用更小的半导体面积实现相同功能,这样单个器件成本得以优化第三是持续地提升FE/BE良率,等效的降低成本第四是与行业大客户共同开发定义新产品,保证竞争力以及稳定的供需关系最后也是重要的一点,要帮助行业共同成长,蛋糕做大,产能做强,才能使得单价有进一步下降的空间。

第三代半导体产业究竟掀起了多大的风口?根据《2020“新基建”风口下第三代半导体应用发展与投资价值白皮书》内容:2019年我国第三代半导体市场规模为94.15亿元,预计2019-2022年将保持85%以上平均增长速度,到2022年市场规模将达到623.42亿元。

其中,第三代半导体衬底市场规模从7.86亿元增长至15.21亿元,年复合增速为24.61%,半导体器件市场规模从86.29亿元增长至608.21亿元,年复合增速为91.73%。

得益于第三代半导体材料的优良特性,它在 光电子、电力电子、通讯射频 等领域尤为适用。具体来看:

光电子器件 包括发光二极管、激光器、探测器、光子集成电路等,多用于5G通信领域,场景包括半导体照明、智能照明、光纤通信、光无线通信、激光显示、高密度存储、光复印打印、紫外预警等

电力电子器件 包括碳化硅器件、氮化镓器件,多用于新能源领域,场景包括消费电子、新能源汽车、工业、UPS、光伏逆变器等

微波射频器件 包括HEMT(高电子迁移率晶体管)、MMIC(单片微波集成电路)等,同样也是用在5G通信领域,不过场景则更加高端,包括通讯基站及终端、卫星通讯、军用雷达等。

现阶段,欧美日韩等国第三代半导体企业已形成规模化优势,占据全球市场绝大多数市场份额。我国高度重视第三代半导体发展,在研发、产业化方面出台了一系列支持政策。国家科技部、工信部等先后开展了“战略性第三代半导体材料项目部署”等十余个专项,大力支持第三代半导体技术和产业发展。

早在2014年,工信部发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》提出设立国家产业投资基金,重点支持集成电路等产业发展,促进工业转型升级,同时鼓励社会各类风险投资和股权投资基金进入集成电路领域在去年全国人大发布《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中,进一步强调培育先进制造业集群,推动集成电路、航空航天等产业创新发展。瞄准人工智能、量子信息、集成电路等前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

具体来看当前主要应用领域的发展情况:

1.新能源汽车

新能源汽车行业是未来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明朗。随着电动汽车的发展,对功率半导体器件需求量日益增加,成为功率半导体器件新的经济增长点。得益于碳化硅功率器件的高可靠性及高效率特性,在车载级的电机驱动器、OBC及DC/DC部分,碳化硅器件的使用已经比较普遍。对于非车载充电桩产品, 由于成本的原因,目前使用比例还相对较低,但部分厂商已开始利用碳化硅器件的优势,通过降低冷却等系统的整体成本找到了市场。

2.光伏

光伏逆变器曾普遍采用硅器件,经过40多年的发展,转换效率和功率密度等已接近理论极限。碳化硅器件具有低损耗、高开关频率、高适用性、降低系统散热要求等优点,将在光伏新能源领域得到广泛应用。例如,在住宅和商业设施光伏系统中的组串逆变器里,碳化硅器件在系统级层面带来成本和效能的好处。

3.轨道交通

未来轨道交通对电力电子装置,比如牵引变流器、电力电子电压器等提出了更高的要求。采用碳化硅功率器件可以大幅度提高这些装置的功率密度和工作效率,有助于明显减轻轨道交通的载重系统。目前,受限于碳化硅功率器件的电流容量,碳化硅混合模块将首先开始替代部分硅IGBT模块。未来随着碳化硅器件容量的提升,全碳化硅模块将在轨道交通领域发挥更大的作用。

4.智能电网

目前碳化硅器件已经在中低压配电网开始了应用。未来更高电压、更大容量、更低损耗的柔性输变电将对万伏级以上的碳化硅功率器件具有重大需求。碳化硅功率器件在智能电网的主要应用包括高压直流输电换流阀、柔性直流输电换流阀、灵活交流输电装置、高压直流断路器、电力电子变压器等装置中。

第三代半导体自从在2021年被列入十四五规划后,相关概念持续升温,迅速成为超级风口,投资热度高居不下。

时常会听到业内说法称,第三代半导体国内外都是同一起跑线出发,目前大家差距相对不大,整个产业发展仍处于爆发前的“抢跑”阶段,对国内而言第三代半导体材料更是有望成为半导体产业的“突围先锋”,但事实真的是这样吗?

从起步时间来看,欧日美厂商率先积累专利布局,比如 英飞凌一直走在碳化硅技术的最前沿,从30年前(1992年)开始包含碳化硅二极管在内的功率半导体的研发,在2001年发布了世界上第一款商业化碳化硅功率二极管 ,此后至今英飞凌不断推出了各种性能优异的碳化硅功率器件。除了产品本身,英飞凌在2018年收购了Siltectra,致力于通过冷切割技术优化工艺流程,大幅提高对碳化硅原材料的利用率,有效降低碳化硅的成本。

安森美也是第三代半导体产业布局中的佼佼者,据笔者了解, 安森美通过收购上游碳化硅供应企业GTAT实现了产业链的垂直整合,确保产能和质量的稳定。同时借助安森美多年的技术积累以及几年前收购Fairchild半导体基因带来的技术补充,安森美的碳化硅技术已经进入第三代,综合性能在业界处于领先地位 。目前已成为世界上少数提供从衬底到模块的端到端碳化硅方案供应商,包括碳化硅球生长、衬底、外延、器件制造、同类最佳的集成模块和分立封装方案。

具体到技术上, 北京大学教授、宽禁带半导体研究中心主任沈波 也曾提出,国内第三代半导体和国际上差距比较大,其中很重要的领域之一是碳化硅功率电子芯片。这一块国际上已经完成了多次迭代,虽然8英寸技术还没投入量产,但是6英寸已经是主流技术,二极管已经发展到了第五代,三极管也发展到了第三代,IGBT也已进入产业导入前期。

另外车规级的碳化硅MOSFET模块在意法半导体率先通过以后,包括罗姆、英飞凌、科锐等国际巨头也已通过认证,国际上车规级的碳化硅芯片正逐渐走向规模化生产和应用。反观国内,目前真正量产的主要还是碳化硅二极管,工业级MOSFET模块估计到明年才能实现规模量产,车规级碳化硅模块要等待更长时间才能量产。

泰科天润也直言,国内该领域仍处于后发追赶阶段:器件方面,从二极管的角度, 国产碳化硅二极管基本上水平和国外差距不大,但是碳化硅MOSFET国内外差距还是有至少1-2代的差距 可靠性方面,国外碳化硅产品市场应用推广较早,积累了更加丰富的应用经验,对产品可靠性的认知,定义以及关联解决可靠性的方式都走得更前一些,国内厂家也在推广市场的过程中逐步积累相关经验产业链方面,国外厂家针对碳化硅的材料优势,相关匹配的产业链都做了对应的优化设计,使之能更加契合的体现碳化硅的材料优势。

OFweek维科网·电子工获悉,泰科天润在湖南新建的碳化硅6寸晶圆产线,第一期60000片/六寸片/年。此产线已经于去年实现批量出货,2022年始至4月底已经接到上亿元销售订单。 作为国内最早从事碳化硅芯片生产研发的公司,泰科天润积累了10余年的生产经验,针对特定领域可以结合自身的研发,生产和工艺一体化,快速为客户开发痛点新品 ,例如公司全球首创的史上最小650V1A SOD123,专门针对解决自举驱动电路已经替换高压小电流Si FRD解决反向恢复的痛点问题而设计。

虽然说IDM方面,我国在碳化硅器件设计方面有所欠缺,少有厂商涉及于此,但后发追赶者也不在少数。

就拿碳化硅产业来看,单晶衬底方面国内已经开发出了6英寸导电性碳化硅衬底和高纯半绝缘碳化硅衬底。 山东天岳、天科合达、河北同光、中科节能 均已完成6英寸衬底的研发,中电科装备研制出6英寸半绝缘衬底。

此外,在模块、器件制造环节我国也涌现了大批优秀的企业,包括 三安集成、海威华芯、泰科天润、中车时代、世纪金光、芯光润泽、深圳基本、国扬电子、士兰微、扬杰科技、瞻芯电子、天津中环、江苏华功、大连芯冠、聚力成半导体 等等。

OFweek维科网·电子工程认为,随着我国对新型基础建设的布局展开和“双碳”目标的提出,碳化硅和氮化稼等第三代半导体的作用也愈发凸显。

上有国家支持政策,下有新能源汽车、5G通信等旺盛市场需求, 我国第三代半导体产业也开始由“导入期”向“成长期”过渡,初步形成从材料、器件到应用的全产业链。但美中不足在于整体技术水平还落后世界顶尖水平好几年,因此在材料、晶圆、封装及应用等环节的核心关键技术和可靠性、一致性等工程化应用问题上还需进一步完善优化。

当前,全球正处于新一轮科技和产业革命的关键期,第三代半导体产业作为新一代电子信息技术中的重点组成部分,为能源革命带来了深刻的改变。

在此背景下,OFweek维科网·电子工程作为深耕电子产业领域的资深媒体,对全球电子产业高度关注,紧跟产业发展步伐。为了更好地促进电子工程师之间技术交流,推动国内电子行业技术升级,我们继续联袂数十家电子行业企业技术专家,推出面向电子工程师技术人员的专场在线会议  「OFweek 2022 (第二期)工程师系列在线大会」  。

本期在线会议将于6月22日在OFweek官方直播平台举办,将邀请国内外知名电子企业技术专家,聚焦半导体领域展开技术交流,为各位观众带来技术讲解、案例分享和方案展示。

大体从七个方面：能源低碳化 能源低碳化就是要发展对环境、气候影响较小的低碳替代能源。低碳能源主要有两大类：一类是清洁能源，如核电、天然气等；一类是可再生能源，如风能、太阳能、生物质能等。核能作为新型能源，具有高效、无污染等特点，是一种清洁优质的能源。天然气是低碳能源，燃烧后无废渣、废水产生，具有使用安全、热值高、洁净等优势。可再生能源是可以永续利用的能源资源，对环境的污染和温室气体排放远低于化石能源，甚至可以实现零排放。特别是利用风能和太阳能发电，完全没有碳排放。利用生物质能源中的秸秆燃料发电，农作物可以重新吸收碳排放，具有“碳中和”效应。 开发利用可再生新能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。中国可再生能源资源丰富，具有大规模开发的资源条件和技术潜力。要集中力量，大力发展风能、核能、太阳能、生物能等新能源，优化能源结构，推进能源低碳化。 交通低碳化 当今交通领域的能源消费比30年前翻了一倍，其排放的污染物和温室气体占到全社会排放总量的30%。面对不断恶化的气候和环境，交通运输领域必须转变发展方式，实施交通低碳化是必然趋势。中国在实行交通低碳化中，发展新能源汽车和电气轨道交通现已成为发展交通的新亮点。 积极发展新能源汽车是交通低碳化的重要途径。目前新能源汽车主要包括混合动力汽车、纯电动汽车、氢能和燃料电池汽车、乙醇燃料汽车、生物柴油汽车、天然气汽车、二甲醚汽车等类型。努力发展电气轨道交通是交通低碳化的又一重要途径。电气轨道交通是以电气为动力，以轨道为走行线路的客运交通工具，已成为理想的低碳运输方式。城市电气轨道交通分为城市电气铁道、地下铁道、单轨、导向轨、轻轨、有轨电车等多种形式。 建筑低碳化 目前世界各国建筑能耗中排放的CO2约占全球排放总量的30%—40%。中国作为当今世界的第一建设大国，十分重视推广太阳能建筑和节能建筑，积极推进建筑低碳化进程。 太阳能建筑主要是利用太阳能代替常规能源，通过太阳能热水器和光伏阳光屋顶等途径，为建筑物和居民提供采暖、热水、空调、照明、通风、动力等一系列功能。太阳能建筑的设计思想是利用太阳能实现“零能耗”，建筑物所需的全部能源供应均来自太阳能，常规能源消耗为零。绿色设计理念对太阳能建筑来说尤为重要，建筑应该从设计开始就将太阳能系统考虑为建筑不可分割的一个组成部分，将太阳能外露部件与建筑立面进行有机结合，实现太阳能与建筑材料一体化。 建筑节能是在建筑规划、设计、建造和使用过程中，通过可再生能源的应用、自然通风采光的设计、新型建筑保温材料的使用、智能控制等降低建筑能源消耗，合理、有效地利用能源的活动。建筑节能要在设计上引入低碳理念，选用隔热保温的建筑材料、合理设计通风和采光系统、选用节能型取暖和制冷系统，等等。 农业低碳化 中国一直重视农业的基础地位，在实施农业低碳化中主要强调植树造林、节水农业、有机农业等方面。 植树造林是农业低碳化最简易、最有效的途径。据科学测定，一亩茂密的森林，一般每天可吸收二氧化碳67公斤，放出氧气49公斤，可供65人一天的需要。要大力植树造林，重视培育林地，特别是营造生物质能源林，在吸碳排污、改善生态的同时，创造更多的社会效益。 节水农业是提高用水有效性的农业，也是水、土作物资源综合开发利用的系统工程，通过水资源时空调节、充分利用自然降水、高效利用灌溉水，以及提高植物自身水分利用效率等诸多方面，有效提高水资源利用率和生产效益。 有机农业以生态环境保护和安全农产品生产为主要目的，大幅度地减少化肥和农药使用量，减轻农业发展中的碳含量。通过使用粪肥、堆肥或有机肥替代化肥，提高土壤有机质含量；采用秸秆还田增加土壤养分，提高土壤保墒条件，提高土壤生产力；利用生物之间的相生相克关系防治病虫害，减少农药、特别是高残留农药的使用量。有机农业已成为新型农业的发展方向。 工业低碳化 工业低碳化是建立低碳化发展体系的核心内容，是全社会循环经济发展的重点。工业低碳化主要是发展节能工业，重视绿色制造，鼓励循环经济。 节能工业包括工业结构节能、工业技术节能和工业管理节能三个方向。通过调整产业结构，促使工业结构朝着节能降碳的方向发展。着力加强管理，提高能源利用效率，减少污染排放。主攻技术节能，研发节能材料，改造和淘汰落后产能，快速有效地实现工业节能减排目标。 绿色制造是综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中，对环境的影响最小，资源利用率最高，从而使企业经济效益和社会效益协调优化。 工业低碳化必须发展循环经济。工业循环经济，一要在生产过程中，物质和能量在各个生产企业和环节之间进行循环、多级利用，减少资源浪费，做到污染“零排放”。二要进行“废料”的再利用。充分利用每一个生产环节的废料，把它作为下一个生产环节的或另一部门的原料，以实现物质的循环使用和再利用。三要使产品与服务非物质化。产品与服务的非物质化是指用同样的物质或更少的物质获得更多的产品与服务，提高资源的利用率。 服务低碳化 中国服务业的发展必须走低碳化道路，着力发展绿色服务、低碳物流和智能信息化。 绿色服务，是有利于保护生态环境，节约资源和能源的、无污、无害、无毒的、有益于人类健康的服务。绿色服务要求企业在经营管理中根据可持续发展战略的要求，充分考虑自然环境的保护和人类的身心健康，从服务流程的服务设计、服务耗材、服务产品、服务营销、服务消费等各个环节着手节约资源和能源、防污、降排和减污，以达到企业的经济效益和环保效益的有机统一。 物流业是现代服务业的重要组成部分，同时也是碳排放的大户。低碳物流要实现物流业与低碳经济的互动支持，通过整合资源、优化流程、施行标准化等实现节能减排，先进的物流方式可以支持低碳经济下的生产方式，低碳经济需要现代物流的支撑。 智能信息化是发展现代服务业的必然要求，同时也是有效的服务低碳化途径。通过服务智能信息化，可以降低服务过程中对有形资源的依赖，将部分有形服务产品，采用智能信息化手段转变为软件等形式，进一步减少服务对生态环境的影响。 消费低碳化 低碳化是一种全新的经济发展模式，同时也是一种新型的生活消费方式，实行消费的低碳化。消费低碳化要从绿色消费、绿色包装、回收再利用三个方面进行消费引导。 绿色消费也称可持续消费，是一种以适度节制消费，避免或减少对环境的破坏，崇尚自然和保护生态等为特征的新型消费行为和过程。要通过绿色消费引导，使消费者形成良好的消费习惯，接受消费低碳化，支持循环消费，倡导节约消费，实现消费方式的转型与可持续发展。 绿色包装是能够循环再生再利用或者能够在自然环境中降解的适度的包装。绿色包装要求包装材料和包装产品在整个生产和使用的过程中对人类和环境不产生危害，主要包括：适度包装，在不影响性能的情况下所用材料最少；易于回收和再循环；包装废弃物的处理不对环境和人类造成危害。 消费环节必须注重回收利用。在消费过程中应当选用可回收、可再利用、对环境友好的产品，包括可降解塑料、再生纸以及采用循环使用零部件的机器等。对消费使用过可回收利用的产品，如汽车、家用电器等，要修旧利废，重复使用和再生利用。

石墨烯有含氧对储能让电极容量降低，导致电极性能恶化的影响。石墨烯的用途众多，可用做各类电子产品的显示屏、环保材料，还在能源领域广泛应用于锂离子电池和超级电容器的电极材料。石墨烯基锂离子电池的应用场景众多。既可应用于分布式基站，使备电单元轻量化、小型化，适应赤道、沙漠，阳光直射等高温极端环境。也可应用于无人机和燃料电池车，完成高温环境下的续航以及安全运行。石墨烯超级电容器作为一种很有前途的储能设备，在保留电极材料高比表面积的同时可增大其能量密度，可为智能手表、柔性电子屏、可折叠手机等可穿戴电子设备提供大功率电源。未来不仅可单独用在需要高功率输出的通信、轨道交通、启停控制等领域，还可与电池形成互补以同时实现高能量密度和高功率密度的电动汽车、交通运输和可再生能源领域。

易车讯 3月29日，长城汽车正式发布了氢能战略，其不仅已经取得了氢能源核心技术和完全自主化的产品知识产权，并将将从2021年起，分三个阶段逐步实现碳中和。在新车方面，长城将于2021年内推出首款C级氢能源SUV车型。

氢能产业作为长城汽车重要板块，已有五年发展历程，早在2016年6月，XEV项目组（现未势能源的前身）就已正式成立，开启长城FCEV核心技术研发。发展至今，长城已经投入了20亿元的研发费用，并将在未来3年继续投入30亿元用于投资。

氢柠技术

长城还汇聚了来自欧、美、日、韩、印、加等多国具有十年以上氢能领域技术经验的外籍技术专家来共同研发，并分别在上海、保定、加拿大、日本、德国四国建立了五大研发中心，以及与法国液化空气集团（Air Liquide）、林德集团（Linde）、戈尔公司（W. L. Gore &Associates）、BOSCH、清华大学、同济大学等全球顶尖机构院所进行合作。

氢能源技术同时也是长城汽车柠檬平台最核心的技术路线之一。涵盖了氢燃料电池系统、车载储氢系统及核心关键部件，实现从燃料电池整车、动力总成、系统、零部件及材料五个方面的500个以上硬件需求及5000项以上软件需求，详细定义了设计规格、设计目标、设计功能，建立了严格完善的燃料电池零部件研发体系。

氢电平台涵盖商用车发动机（石墨板电堆）和乘用车发动机（金属板电堆）技术和产品，模块化产品系列可以满足客户从千瓦级到兆瓦级功率范围的需求，也可以拓展到轨道交通、船舶、航空、氢能发电、大功率备用电源等应用领域。

发展规划

目前，长城汽车已实现“电堆及组件、燃料电池发电及组件(控制器等)、Ⅳ型储氢瓶、高压储氢阀门、氢安全、液氢工艺”六大核心技术和产品的知识产权完全自主化。并将率先完成绿电、氢+电储能、燃料电池应用等领域布局。

在绿电方面，长城极电光能，开发的新一代钙钛矿太阳能光伏技术，已经实现了破世界记录的20.01%的光电转换效率。引领大面积钙钛矿光伏组件转换效率迈入“20时代”。

在大规模储能应用方面，长城汽车氢+电储能系统与燃料电池联合供电，为规模化可再生能源存储提供方案，为移动和固定式能源综合利用奠定基础。长城汽车将于2025年前，重点围绕公交/大巴 + 重卡/物流车 + 乘用车三大应用平台展开推广运营，推动中国燃料电池汽车产业和氢能产业商业化。

此外，长城汽车已受邀加入全国四大示范试点城市群，在北京、天津、河北先期布局了北京新发地农批物流、雄安新区砂石物料专线重卡运输、天津滨海新区物流运输等标杆燃料电池示范项目，示范车辆规划超数千台，包含重卡、物流、公交、乘用车、船舶、轨道交通等多种应用场景。

在未来规划方面，长城汽车将分为三个阶段展开，第一阶段为2021-2025年，将开启氢时代，聚焦氢示范；第二阶段为2025-2035年，将发展氢经济，开放氢生态；第三阶段为2035-2050年，建成氢社会，贡献碳中和。

而在具体的战略目标方面，长城汽车将在2021年，实现全球第四辆真正量产的大功率燃料电池乘用车，落地全球首个100辆49吨氢能重卡；2022年，不仅会在冬奥会期间推出首支高端乘用车服务车队，还会更多的扩展重载卡车、物流车等商用车，甚至船舶、有轨交通的低碳化燃料电池应用；2023年，实现主要系统集成商推广数量国内领先；2025年，实现全球氢能市场占有率前三。

四大直辖市

北京市： 《北京市氢能产业发展实施方案（2021-2025）》指出，2025年前， 交通运输领域， 探索 更大规模加氢站建设的商业模式，力争完成新增37座加氢站建设，实现燃料电池 汽车 累计推广量突破10000辆； 分布式供能领域，在京津冀范围 探索 更多应用场景供电、供热的商业化模式，建设“氢进万家”智慧示范社区，累计推广分布式系统装机规模10MW以上。推动实现内燃机叉车和铅酸电池叉车的分阶段替换，共计替换5000辆以上。

上海市： 《上海市氢能产业发展中长期规划 （2022-2035年）》指出，建设各类加氢站70座左右，培育5-10家具有国际影响力的独角兽企业，建成3-5家国际一流的创新研发平台， 燃料电池 汽车 保有量突破1万辆，氢能产业链产业规模突破1000亿元，在交通领域带动二氧化碳减排5-10万吨/年。

天津市： 《天津市氢能产业发展行动方案（2020—2022年）》指出，推广应用方面：到2022年，力争建成至少10座加氢站、打造3个氢燃料电池车辆推广应用试点示范区，重点在交通领域推广应用，开展至少3条公交或通勤线路示范运营，累 计推广使用物流车、叉车、公交车等氢燃料电池车辆1000辆以上；实现其他领域应用突破，建成至少2个氢燃料电池热电联供示范项目。

重庆市： 《重庆市氢燃料电池 汽车 产业发展指导意见》指出，2023 2025年，在产业链层面，产业集群进一步壮大，全市氢燃料电池相关企业超过100家，其中有全国影响力的整车企业2家、动力系统企业3家、核心零部件企业10家。 在示范推广层面，建成加氢站30座，在区域公交、物流等领域实现批量投放，氢燃料电池 汽车 运行规模力争达到2000辆。

七大省

广东省： 《广东省加快氢燃料电池 汽车 产业发展实施方案》指出，围绕氢燃料电池商用车和专用车规模化推广应用需要，组织编制加氢站布局方案，在珠三角核心区 、沿海经济带布局建设约300座加氢站。 按照“总量控制，先建先得”原则进行补贴，省财政对2022年前建成并投用，且日加氢能力（按照压缩机每日工作12小时的加气能力计算）500公斤及以上的加氢站给予补贴。

河北省： 《河北省氢能产业发展“十四五”规划》指出，到2022年：氢能关键装备及其核心零部件基本实现自主化和批量化生产，氢能产业链年产值150亿元。 到2025年，培育国内先进的企业10-15家，氢能产业链年产值达到500亿元。 全省建成25座加氢站，燃料电池公交车、物流车等示范运行规模达到1000辆，重载 汽车 示范实现百辆级规模；氢气实现在交通、储能、电力、热力、钢铁、化工、通信、天然气管道混输等领域试点示范。到2025年，累计建成100座加氢站，燃料电池 汽车 规模达到1万辆，实现规模化示范；扩大氢能在交通、储能、电力、热力、钢铁、化工、通信、天然气管道混输等领域的推广应用。

江苏省： 《江苏省氢燃料电池 汽车 产业发展行动规划》提出， 基本建立完整的氢燃料电池 汽车 产业体系，力争全省整车产量突破1万辆，建设加氢站50座以上 ，基本形成布局合理的加氢网络，产业整体技术水平与国际同步，成为我国氢燃料电池 汽车 发展的重要创新策源地。研制优势整车产品。以市场为导向，做优商用车，前瞻布局乘用车，重点发展续航里程500公里以上的氢燃料电池客车、物流车、专用车、小型货车等，加快100kW以上重型卡车开发，逐步形成多车型、多规格、系列化的产品体系，高水平建立氢燃料电池 汽车 整车产业集群。

浙江省： 《浙江省加快培育氢能产业发展的指导意见》指出，产业发展。 氢燃料电池整车、系统集成以及核心零部件等产业链全面形成，氢燃料电池整车产能达到1000辆，氢燃料发动机产量超过1万台，氢能产业总产值超过100亿元。 企业培育。力争培育形成一批具有较强竞争力、国内领先的氢燃料电池整车、发动机及零部件等优势龙头企业。推广应用。氢燃料电池在公交、物流、船舶、储能、用户侧热电联供等领域推广应用形成一定规模， 累计推广氢燃料电池 汽车 1000辆以上。 加氢设施。在现有加油（气）站以及规划建设的综合供能服务站内布局建设加氢站，力争建成加氢站30座以上，试点区域氢气供应网络初步建成。

山东省： 山东（山东省氢能产业中长期发展规划（2020-2030年）提出，2023年到2025年，为氢能产业加速发展期。氢能产业链条基本完备，培育10家左右具有核心竞争力和影响力的知名企业，燃料电池发动机产能达到50000台，燃料电池整车产能达到20000辆，燃料电池轨道交通、港口机械、船舶及分布式发电装备产业实现突破，氢能产业总产值规模突破1000亿元。燃料电池发动机、关键材料、零部件和动力系统集成等核心技术接近国际先进水平。制氢、储（运）氢、加氢及配套设施网络逐步完善，氢能在商用车、乘用车、船舶、分布式能源、储能等应用领域量化推广， 累计推广燃料电池 汽车 10000辆，累计建成加氢站100座，氢能在电网调峰调频、风光发电制氢等领域应用逐步推广。

四川省： 《四川省氢能产业发展规划（2021-2025年）》指出， 到2025年，燃料电池 汽车 (含重卡、中轻型物流、客车)应用规模达6000辆，氢能基础设施配套体系初步建立，建成多种类型加氢站60座； 氢能示范领域进一步拓展，实现热电联供(含氢能发电和分布式能源)、轨道交通、无人机等领域示范应用，建设氢能分布式能源站和备用电源项目5座，氢储能电站2座。

贵州省： 《贵州省“十四五”氢能产业发展规划》指出，以焦化副产氢为核心，可再生能源制氢为辅的多种氢源供氢总产能超过1万吨/年。建成加氢站15座（含油气氢综合能源站）；示范运营燃料电池重卡、物流车、环卫车、大巴车、 公交车及特种车辆超1000辆；在氢储能、燃料电池多能联供、备用电源、绿氢化工、绿氢冶金、天然气掺氢等领域布局示范；建设氢气输送管道20km，固定式多能联供装机超10MW。

两大自治区

内蒙古自治区： 内蒙古 《关于促进氢能产业高质量发展的意见》指出，到2025年前，开展“风光储+氢”“源网荷储+氢”等绿氢制备示范项目15个以上，绿 氢制备能力超过50万吨/年；鼓励工业副产氢回收利用，工业副产氢利用超过100万吨/年，基本实现应用尽用；建成加氢站（包括合建站）100座以上 ；加速推进燃料电池车替代中重型燃油矿用卡车和公共服务车辆， 推广氢燃料电池重卡5000辆以上 ，累计推广燃料电池 汽车 突破1万辆，自治区形成集制备、存储、运输、应用于一体的氢能产业集群，氢能产业总产值力争达到1000亿元。

宁夏回族自治区： 《宁夏回族自治区氢能产业发展规划（征求意见稿）》指出，到2025年，初步建立以可再生能源制氢为主的氢能供应体系。可再生能源制氢量达到 8 万吨以上， 建成加氢站10座以上，可再生氢替代煤制氢比例显著提升，天然气掺氢推广应用成效明显，氢燃料电池重卡保有量 500 辆以上， 完成国家氢燃料电池 汽车 示范城市群创建任务。

除上述省市已经发布相应的氢能产业规划，另外，广西壮族自治区、河南省、辽宁省、陕西省等也正在加紧编制省级氢能规划