产业链整合升级 初步形成了第三代半导体较为完善的产业链布局

2020-10-23 16:50:56

由于众所周知的原因,我国近年来持续推进半导体产业发展,但在行业关注度持续提升的同时,很多芯片项目也存在烂尾可能。我国针对这种现象推出芯片烂尾项目追责制度,此举有利于芯片产业链内龙头公司健康发展,并且可以加速产业整合,实现共同发展。

从芯片行业来看,半导体材料是产业发展的基础,并且因为芯片材料不同,生产制作工艺也不完全相同,第一二代基于硅材料的芯片制造以目前主流的蚀刻、光刻等设备为主。以碳化硅及氮化镓为代表的第三代半导体,则有可能帮助我国芯片产业实现弯道超车,避开光刻机等设备研发,直接实现晶圆制造。

碳基半导体材料由于其优异的性能表现,成为未来超越摩尔定律的倚赖。我国为把握住第三代半导体发展的战略机遇,持续推出产业支持政策,在国家层面加大产业的战略指导,在财税政策方面提供各种优惠扶持政策。现阶段,国内针对第三代半导体产业的投资金额也日益增长,初步形成了第三代半导体较为完善的产业链布局。

突破摩尔定律

第三代半导体材料包括以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)为代表的宽禁带化合物半导体。在高温、高耐压以及承受大电流等多个方面具备明显的优势,因而更适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件。

第一代半导体材料多数指代硅(Si)、锗(Ge)、第二代则是是以砷化镓(GaAs)、锑化铟(InSb)为主的化合物半导体,其主要被用于制作高频、高速以及大功率电子器件,在卫星通讯、移动通讯以及光通讯等领域有较为广泛的应用。

以材料性能来看,第一、二代半导体材料工艺已经逐渐接近物理极限,在微电子领域的摩尔定律开始逐步失效,即不再遵循“投入金额不变,集成电路上可以容纳的晶体管数目大约每经过24个月便会增加一倍(性能两年翻一倍)”的规律,而第三代半导体材料可以超越摩尔定律。

应用前景广阔

就第三代半导体材料而言,SiC及GaN在材料性能上各有优劣,因此在应用领域上各有侧重及互补。

GaN由于其优异的高频性能,在射频领域具备良好的发展空间,预计到2024年,全球GaN市场规模将达到20亿美元,复合增长率为21%;SiC在高功率领域具备较好的表现,电动汽车将是主要发展领域,整体市场规模在2025年将达到32亿美元左右,复合增长率将保持在30%以上。

从下游应用来看,第三代半导体材料应用可以分为微电子和光电子领域,具体可以细分为电力电子器件、微波射频、可见光通信、太阳能、半导体照明、紫外光存储、激光显示以及紫外探测器等领域,有望突破传统半导体技术的瓶颈,与第一代、第二代半导体技术互补,对节能减排、产业转型升级、催生新的经济增长点将发挥重要作用。

根据Yole统计数据,2018年GaN整体市场规模为6.45亿美元,其中无线通讯应用规模为3.04亿美元,军事应用规模为2.7亿美元,在电信基础设施以及国防两大应用的推动下,预计到2024年,GaN市场规模将增长至20.01亿美元,年复合增长率为21%。其中无线通讯应用规模将达到7.52亿美元,同比增长147.43%,射频相关应用规模从200万美元大幅增长至1.04亿元,增长近50倍。

行业发展处于红利期

为把握第三代半导体发展机遇,我国在十三五期间,通过“国家重点研发技术”支持了超过30项第三代半导体相关的研发项目,通过对基础前沿技术的研究,持续推动产业发展。

至2019年,我国针对第三代半导体的产业投资金额逐年提升,根据CASA统计,2019年投资金额共计265.8亿元,相比2018年投资金额上升54.53%,其中SiC项目金额220.8亿元,占比83.07%,GaN项目金额45亿元。

就国内企业目前发展情况而言,闻泰科技(600745)已实现GaN器件量产,华润微(688396)、扬杰科技(300373)已实现SiC功率器件的产品送样。IGBT领域方面,比亚迪(002594)已在国内新能源车IGBT领域占据较大份额。

上述公司中,华润微作为国内功率IDM龙头,功率器件第一,晶圆制造第三,具备从芯片设计、制造及封测的全产业链能力,产品主要包括MOSFET、IGBT、SBD、FRD等,主要应用于消费电子、工业控制、新能源、汽车电子等领域。

华润微在MOSFET产品方面优势显著,也是目前国内拥有全部MOSFET主流器件结构研发和制造能力的主要企业,且进行第三代半导体SIC前瞻布局。将充分受益功率半导体国产替代、产品扩展和升级、以及第三代半导体红利。

第三代设备公司层面则以北方华创(002371)、华峰测控(688200)、中微公司(688012)等为代表。其中北方华创、中微公司等均是览富财经网长期关注的上市企业,关于华峰测控及杨杰科技,览富财经网也将继续关注。

关闭