由于眾所周知的原因,我國近年來持續推進半導體產業發展,但在行業關注度持續提升的同時,很多芯片項目也存在爛尾可能。我國針對這種現象推出芯片爛尾項目追責制度,此舉有利于芯片產業鏈內龍頭公司健康發展,并且可以加速產業整合,實現共同發展。
從芯片行業來看,半導體材料是產業發展的基礎,并且因為芯片材料不同,生產制作工藝也不完全相同,第一二代基于硅材料的芯片制造以目前主流的蝕刻、光刻等設備為主。以碳化硅及氮化鎵為代表的第三代半導體,則有可能幫助我國芯片產業實現彎道超車,避開光刻機等設備研發,直接實現晶圓制造。
碳基半導體材料由于其優異的性能表現,成為未來超越摩爾定律的倚賴。我國為把握住第三代半導體發展的戰略機遇,持續推出產業支持政策,在國家層面加大產業的戰略指導,在財稅政策方面提供各種優惠扶持政策。現階段,國內針對第三代半導體產業的投資金額也日益增長,初步形成了第三代半導體較為完善的產業鏈布局。
突破摩爾定律
第三代半導體材料包括以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表的寬禁帶化合物半導體。在高溫、高耐壓以及承受大電流等多個方面具備明顯的優勢,因而更適合于制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件。
第一代半導體材料多數指代硅(Si)、鍺(Ge)、第二代則是是以砷化鎵(GaAs)、銻化銦(InSb)為主的化合物半導體,其主要被用于制作高頻、高速以及大功率電子器件,在衛星通訊、移動通訊以及光通訊等領域有較為廣泛的應用。
以材料性能來看,第一、二代半導體材料工藝已經逐漸接近物理極限,在微電子領域的摩爾定律開始逐步失效,即不再遵循“投入金額不變,集成電路上可以容納的晶體管數目大約每經過24個月便會增加一倍(性能兩年翻一倍)”的規律,而第三代半導體材料可以超越摩爾定律。
應用前景廣闊
就第三代半導體材料而言,SiC及GaN在材料性能上各有優劣,因此在應用領域上各有側重及互補。
GaN由于其優異的高頻性能,在射頻領域具備良好的發展空間,預計到2024年,全球GaN市場規模將達到20億美元,復合增長率為21%;SiC在高功率領域具備較好的表現,電動汽車將是主要發展領域,整體市場規模在2025年將達到32億美元左右,復合增長率將保持在30%以上。
從下游應用來看,第三代半導體材料應用可以分為微電子和光電子領域,具體可以細分為電力電子器件、微波射頻、可見光通信、太陽能、半導體照明、紫外光存儲、激光顯示以及紫外探測器等領域,有望突破傳統半導體技術的瓶頸,與第一代、第二代半導體技術互補,對節能減排、產業轉型升級、催生新的經濟增長點將發揮重要作用。
根據Yole統計數據,2018年GaN整體市場規模為6.45億美元,其中無線通訊應用規模為3.04億美元,軍事應用規模為2.7億美元,在電信基礎設施以及國防兩大應用的推動下,預計到2024年,GaN市場規模將增長至20.01億美元,年復合增長率為21%。其中無線通訊應用規模將達到7.52億美元,同比增長147.43%,射頻相關應用規模從200萬美元大幅增長至1.04億元,增長近50倍。
行業發展處于紅利期
為把握第三代半導體發展機遇,我國在十三五期間,通過“國家重點研發技術”支持了超過30項第三代半導體相關的研發項目,通過對基礎前沿技術的研究,持續推動產業發展。
至2019年,我國針對第三代半導體的產業投資金額逐年提升,根據CASA統計,2019年投資金額共計265.8億元,相比2018年投資金額上升54.53%,其中SiC項目金額220.8億元,占比83.07%,GaN項目金額45億元。
就國內企業目前發展情況而言,聞泰科技(600745)已實現GaN器件量產,華潤微(688396)、揚杰科技(300373)已實現SiC功率器件的產品送樣。IGBT領域方面,比亞迪(002594)已在國內新能源車IGBT領域占據較大份額。
上述公司中,華潤微作為國內功率IDM龍頭,功率器件第一,晶圓制造第三,具備從芯片設計、制造及封測的全產業鏈能力,產品主要包括MOSFET、IGBT、SBD、FRD等,主要應用于消費電子、工業控制、新能源、汽車電子等領域。
華潤微在MOSFET產品方面優勢顯著,也是目前國內擁有全部MOSFET主流器件結構研發和制造能力的主要企業,且進行第三代半導體SIC前瞻布局。將充分受益功率半導體國產替代、產品擴展和升級、以及第三代半導體紅利。
第三代設備公司層面則以北方華創(002371)、華峰測控(688200)、中微公司(688012)等為代表。其中北方華創、中微公司等均是覽富財經網長期關注的上市企業,關于華峰測控及楊杰科技,覽富財經網也將繼續關注。
標簽: 產業鏈整合升級