开元体育官方网站沐盟专栏 第三代半导体驶进黄金赛道

　　开元体育官方网站沐盟专栏 第三代半导体驶进黄金赛道硅是目前制造芯片和半导体器件最广泛的原材料， 90%以上的半导体产品是以硅为原材料制成的。然而受材料本身特性的限制，硅基功率器件已经渐渐难以满足5G基站、新能源车及高铁等新兴应用对器件高功率及高频性能的需求。

　　第一代半导体材料：锗、硅等单晶半导体材料，硅拥有1.1eV的禁带宽度以及氧化后非常稳定的特性。

　　第二代半导体材料：砷化镓、锑化铟等化合物半导体材料，砷化镓拥有1.4电子伏特的禁带宽度以及比硅高五倍的电子迁移率。

　　第三代半导体材料：以碳化硅、氮化镓为代表的宽禁带半导体材料，前者多用于高压场合如智能电网、轨道交通；后者则在高频领域有更大的应用（5G等），有更高饱和漂移速度和更高的临界击穿电压等突出优点，可以满足现代社会对高温、高功率、高压、高频以及抗辐射等新要求，且其拥有体积小、污染少、运行损耗低等经济和环保效益，因此第三代半导体材料正逐步成为发展的重心，成为功率半导体器件行业的新战场。

　　碳化硅作为宽禁带半导体材料的一种，与硅的主要差别在禁带宽度上，这让同性能的碳化硅器件尺寸缩小到硅基的十分之一，能量损失减少了四分之三，成为制备高压及高频器件新的衬底材料开元体育网址。 碳化硅器件具备广阔的应用领域和市场空间， 2019年全球碳化硅功率器件市场规模为5.41亿美元，预计2025年将增长至25.62亿美元，年化复合增速约30%。随着新能源汽车、5G、光伏储能等市场迅速发展，以SiC、GaN为代表的化合物半导体材料正处于爆发前夜。“碳中和”时代下，化合物半导体已成为科技产业竞逐的新战场。

　　中芯国际创始人、原CEO张汝京曾说，第三代半导体是中国半导体的希望。近年来，国内外各大半导体元器件企业纷纷加大了新产品的推广力度，第三代半导体也开始频频出现在各地园区招商引资名单中。

　　从碳化硅本身来看，其对传统硅基功率器件的替代是顺应时代和科技趋势的必然。下游需求的热点已经逐步从智能手机和4G为代表的移动互联网时代，转向智能汽车和5G为代表的的物联网时代，在新的时代背景下，功率器件大放异彩的机会已经来临。

　　微波射频方面，SiC半绝缘衬底折算4英寸产能约为18万片/年，2020年，新能源汽车、快充、5G等下游应用市场增长超预期，国内现有产品商业化供给无法满足市场需求，SiC电力电子和射频存在较大缺口。

　　供需错配下，供给端已成为碳化硅重要的制约因素，技术优势带来的稳定产能将是重要的竞争力，在旺盛的需求下，具备量产能力的厂商大都会受到市场的青睐和认可，尚无须忧虑产业出现充分的竞争，因此企业加强自身的研发和技术攻关，制造出高性能、高良率和可靠性的产品是当前的第一要义，更大的产能储备将是最为重要的竞争力。

　　碳化硅器件具备足够多的优势，但价格相较于传统硅基器件仍然偏高。从衬底角度来看，受碳化硅生长速度较慢的影响，一片6寸的碳化硅晶圆价格在1000美元以上，是同尺寸硅晶圆价格的20倍以上，衬底占据了碳化硅器件近一半的成本，因此碳化硅价格下降的幅度也会显著影响碳化硅器件替代的速度。

　　在技术“卡脖子”的国际背景下，碳化硅是半导体领域中，我国与国外差距较小，且预期最有希望实现换道超车的新兴半导体，过去，全球第三代半导体受限于工艺水平和产能的限制，成本居高不下，下游企业很难大规模采用，直到特斯拉率先采用碳化硅器件，开启了碳化硅的大规模应用浪潮，据行业报告预估到2025年，全球碳化硅市场将达到110亿美金的销售规模。

　　沐盟集团长期关注第三代半导体产业，北京世纪金光半导体有限公司就是我们长期关注跟踪的一家企业。世纪金光在碳化硅领域深耕多年，从最初的中原半导体研究所，再到如今年产近3万片6英寸导电型衬底，已经有将近20年的化合物半导体技术沉淀，是国内第一批做碳化硅的领军企业开元体育网址，具备突出的领先优势。

　　作为国内为数不多在碳化硅领域拥有全产业链生产能力的企业，世纪金光具备从单晶生长到加工、器件和模块设计生产到检测的完全自主能力，产业链中各个环节间具备较好的协同发展优势。相比起单一材料与芯片和器件的研发生产，其产品质量和成本更为可控，在提高毛利率的同时，抗行业周期风险的能力也更强，在核心产品迭代速度上保持持续的优势。

　　十四五规划对半导体支持其中最重要着力点之一就是第三代半导体， 我们预计，我国将在十四五规划期间，出台相关鼓励政策大力支持发展第三代半导体，即 2021-2025 年期间，在教育、科研、开发、融资、应用等等各个方面，大力支持发展第三代半导体产业，以期实现产业独立自主。国内外的SIC产业链主要包括上游的SIC晶片和外延→中间的功率器件的制造（包含经典的 IC 设计→制造→封装三个小环节）→下游工控、新能源车、光伏风电等应用。目前上游的晶片基本被美国CREE和II-VI等美国厂商垄断；国内方面，SiC晶片商山东天岳和天科合达已经能供应2英寸~6 英寸的单晶衬底，且营收都达到了一定的规模（今年均会超过2亿元RMB）；SiC外延片：厦门瀚天天成与东莞天域可生产2 英寸~6 英寸 SiC外延片。第三代半导体国内外差距相对较小，且国内产业链从上游到下游都已经涌现出很多优秀的公司，第三代半导体写入十四五规划，预期这一领域的国产厂商未来五年会是一个蓬勃发展的状态。

　　未来在5G通信开元体育网址、新能源汽车、快充、绿色照明等新兴需求崛起和国家政策大力支持的双重驱动下，相关领域将迎来更大力度的支持，第三代半导体处在产品供不应求的状态，中国已形成全球最大的市场，国内生产供应能力不足全球总量的5%，而国内需求却达到全球的45%，并且每年以35%的幅度递增，行业需求爆发式增长，国内增长空间巨大。随着国内企业的技术不断发展和成本的不断下降，中国的第三代半导体材料有望最先实现国产替代。返回搜狐，查看更多