芯片不行光伏顶——为什么说中国光伏可给芯片巨大助力？

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2024年，全球半导体产业销售额首次突破6000亿美元，各家机构给出的数据偏差不大，比如半导体行业协会（SIA）和Gartner分别给出6276亿和6260亿美元。中国制造在其中占据的比例有多大呢？据中国半导体行业协会的数据，2024年中国芯片设计、制造、封装三个行业的销售额分别约为6460亿元、3100亿元和3130亿元人民币，合计12690亿元，按照全年平均汇率1美元兑7.12元人民币换算，相当于1782亿美元，全球占比约28%。

需要注意的是，芯片设计业的产值会包含部分芯片制造和芯片封装的产值在内，这里有部分重复计算。如果仅看芯片设计行业，全球芯片设计2024年产值4252亿美元，中国占比为21%，这个数据更接近中国制造在全球半导体产业中的位置。

中国在半导体产业的弱势，一大原因在于半导体原料和设备主要被海外企业把控。目前，全球半导体硅料（电子级多晶硅）市场仍被德、日、美厂商绝对主导，中国大陆企业协鑫科技、黄河水电等的合计份额不到10%。全球半导体硅晶圆市场由五大海外巨头高度垄断，日本信越化学、日本胜高、中国台湾环球、德国世创和韩国SK Siltron占据了近90%的份额，中国大陆企业沪硅产业、中环等仅占7%。全球半导体设备市场更是由阿斯麦、应用材料、泛林、东京电子、科磊五大巨头拥有85%的市场，中国企业北方华创、中微公司等的市场份额仅在10%左右。

中国在全球半导体产业中的地位还比较弱势，但在光伏产业中却是巨无霸的存在。

2024年，全球光伏产业规模为2731亿美元，中国光伏在多晶硅、硅片、电池片和组件的全球占比分别为93.2%、96.6%、92.3%和86.4%，每个环节都是绝对的霸主。中国光伏制造的全球份额不低于90%，这个数据与中国芯片21%的全球份额形成了鲜明的对比。而且，中国在全球光伏产业的地位是全产业链的压倒性优势。全球光伏产业链上的每个环节，从原料、设备、制造到产品，全都掌握在中国企业手中。

中国光伏制造虽然强大，但在许多人眼里，却是个产能过剩、技术含量低的产业。尽管中国的半导体产业还较落后，却是投资者眼中的香饽饽，被认为市场空间巨大、行业前景光明。殊不知，如果中国要在半导体这个看起来高大上的产业有所作为，很可能需要来自光伏产业的助力。

光伏电池和芯片，看似两种不同的产品，其实两者都属于半导体的范畴。光伏电池是个二极管，芯片最基础的电子元器件晶体管就是个三极管。在许多大专院校，光伏和芯片都属于半导体专业，两边的人才是相通的。同一个半导体专业的老师教出来的学生，有的去干芯片，有的去干光伏，这种事情很常见。

光伏电池与芯片在原料、工艺和设备上都存在共通性。中国发达的光伏产业凭借在材料、设备、资金及产业链生态等多方面的积累，可从多个维度对半导体产业形成显著推进作用，且已有不少光伏企业跨界切入半导体领域并取得阶段性成果。

比如硅料。光伏电池和芯片最基础的原材料都是硅料，只不过芯片对硅料纯度要求极高，通常需达到 11N-13N，而光伏级硅料纯度过去仅要求6N-9N，所以一般只有半导体硅料厂跨界来做光伏级硅料，没有光伏级硅料厂能去做半导体硅料的。但现在不同了，随着技术的进步，一代又一代新出现的光伏电池对硅料的纯度提出了越来越高的要求。多晶电池6N（99.9999%，6个9）够用，常规单晶要7–8N，高效N型如TOPCon、HJT、IBC电池需要9N级硅料，这个已经相当于电子级二级。这就迫使光伏硅料厂通过持续优化提纯与生产工艺，具备了向半导体级硅料突破的能力。

例如，通威股份2023年实现1000吨/年电子级多晶硅产品海外供货，大全能源更是攻克出13N纯度的半导体级多晶硅产品——11N以上就是电子级一级了。国内光伏硅料企业长期攻关硅料纯度的提高，为半导体产业解决关键原材料卡脖子问题提供了强大支撑。这不仅可降低半导体产业对进口高纯度硅料的依赖，还可通过规模化生产摊薄成本，推动半导体原材料国产化降本。

其次，光伏制造设备与半导体制造设备在底层技术上存在诸多共性，光伏企业积累的技术可跨界迁移至半导体设备领域，加速半导体设备的国产替代进程。真空与薄膜沉积技术方面，捷佳伟创在光伏领域的PECVD（等离子体增强化学气相沉积）技术，可迁移至半导体晶圆的介质层沉积工艺，其TOPCon电池镀膜设备已实现半导体级的薄膜均匀性；精密制造技术方面，迈为股份HJT电池丝网印刷设备的微米级对位精度技术，为其半导体封装用晶圆键合设备奠定基础，其交付的全自动晶圆级混合键合设备已进入中芯国际临港基地产线；第三代半导体设备方面，晶盛机电依托光伏长晶技术积累，研发的8英寸SiC（碳化硅）长晶炉已通过客户验证，有望2026年量产，填补国内相关设备空白。

光伏产业的大规模扩张，还直接催生了对功率半导体的庞大需求，进而倒逼相关半导体技术升级。光伏电站的逆变器、控制器等核心部件，必须依赖MOSFET、IGBT、SiC等高性能功率半导体来实现高效能量转换。这一需求推动了半导体企业在SiC、氮化镓（GaN）等第三代半导体材料应用上持续攻关。这些技术突破既可满足光伏产业对高转换效率、高可靠性器件的需求，也可迁移至新能源汽车、5G基站等其他半导体应用场景，形成技术扩散效应。

最重要的或许是现金流和供应链的支持。许多做半导体设备的企业，同时也在做光伏设备。半导体供应链长期掌握在西方企业手中，中国企业如果想打进去，既要用很长的时间进行产品研发，产品研发出来后还需要很长时间的验证，这就面临持续投入的问题。中国光伏产业的强势，让这些中国光伏设备企业积累了充足的现金流和成熟的产业链管理经验，可为半导体设备市场的拓展提供资金和生态助力。

在资金方面，光伏企业的丰厚利润可投入半导体等高研发成本领域，如中国光伏设备龙头企业捷佳伟创2024年净利润达27.6亿元，充足的资金为其半导体业务研发提供了保障。在产业链协同方面，光伏产业完善的供应链体系，包括精密零部件、特种气体、清洗剂等配套环节，可部分复用至半导体产业，降低半导体产业的供应链搭建成本。此外，由于产品相似度大，光伏设备企业在质量管理、规模化生产管控、全球化客户服务等方面的经验，也能为跨界半导体业务提供成熟范式，缩短半导体相关产品的市场验证周期。

这几年，我在研究中国光伏产业的过程中，发现随着光伏电池的快速迭代，光伏电池从原料、工艺到设备都在逼近半导体领域。我看到，中国强大的光伏产业正在帮助半导体产业突破半导体核心原材料瓶颈、实现设备技术的迁移与突破、带动功率半导体需求与技术迭代，并给半导体产业提供资金与产业链生态支撑。我相信，中国企业在半导体原料和设备领域的突破指日可待。而一旦在原料和设备领域站稳脚跟，芯片产品的市场拓展也就是水到渠成的事情了。

（作者简介：余盛，硬科技财经作家、荷兰商学院行业导师，著有《中国光伏突围战》《芯片战争》《芯片浪潮》《手机战争》《金龙鱼背后的粮油帝国》等作品。欢迎关注公众号“余盛”，第一时间阅读余盛本人的原创科技、财经和历史类深度评论文章。）

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