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國(guó)產(chǎn)替代是當(dāng)下時(shí)點(diǎn)的半導(dǎo)體邏輯,正在制定中的“十四五”規(guī)劃爆出我國(guó)擬全面支持半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),由于傳統(tǒng)半導(dǎo)體制程工藝已近物理極限,“摩爾定律”演進(jìn)開(kāi)始放緩,第三代半導(dǎo)體是“超越摩爾定律”的重要發(fā)展內(nèi)容。
第三代半導(dǎo)體市場(chǎng)前景
根據(jù)Omdia的《2020年SiC和GaN功率半導(dǎo)體報(bào)告》,到2020年底,全球SiC 和GaN功率半導(dǎo)體的銷售收入預(yù)計(jì)將從2018年的5.71億美元增至8.54億美元。未來(lái)十年的年均兩位數(shù)增長(zhǎng)率,到2029年將超過(guò)50億美元。
第三代半導(dǎo)體寫(xiě)入十四五的背景分析
隨著中美關(guān)系的惡化,中國(guó)企業(yè)從海外采購(gòu)零部件和芯片制造技術(shù)正面臨越來(lái)越多的困難。
而且隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動(dòng)的新計(jì)算時(shí)代的發(fā)展,對(duì)半導(dǎo)體器件的需求日益增長(zhǎng),對(duì)器件可靠性與性能指標(biāo)的要求也更加嚴(yán)苛。以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體開(kāi)始逐漸受到市場(chǎng)的重視,國(guó)際上已形成完整的覆蓋材料、器件、模塊和應(yīng)用等環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)鏈,全球新一輪的產(chǎn)業(yè)升級(jí)已經(jīng)開(kāi)始。
據(jù)中國(guó)海關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示,2015年以來(lái)我國(guó)集成電路進(jìn)口數(shù)量和進(jìn)口額呈逐年上升趨勢(shì)。2019年我國(guó)芯片的進(jìn)口額為3050億美元,較2018年進(jìn)口額少了72億美元,同比下降2.3%;2019年累計(jì)出口芯片金額為1016.5億美元,同比增長(zhǎng)20.1%;貿(mào)易逆差達(dá)到2033.60億美元。
中國(guó)2020年芯片進(jìn)口預(yù)計(jì)將連續(xù)第三年保持在3000億美元以上。而根據(jù)國(guó)務(wù)院發(fā)布的相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)芯片自給率2019年僅為30%左右。
8月4日,國(guó)務(wù)院公開(kāi)發(fā)布《新時(shí)期促進(jìn)集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的若干政策》強(qiáng)調(diào),集成電路產(chǎn)業(yè)和軟件產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的核心,是引領(lǐng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的關(guān)鍵力量,其中重點(diǎn)強(qiáng)調(diào),中國(guó)芯片自給率要在2025年達(dá)到70%。所以中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展是非常有必要的,中國(guó)的崛起也必將大力發(fā)展半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),以保證中國(guó)的電子信息產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。
我國(guó)最新計(jì)劃把大力支持發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),寫(xiě)入正在制定中的“十四五”規(guī)劃,計(jì)劃在2021-2025年期間,舉全國(guó)之力,在教育、科研、開(kāi)發(fā)、融資、應(yīng)用等等各個(gè)方面對(duì)“第三代半導(dǎo)體”提供廣泛支持,加強(qiáng)該行業(yè)的研究、教育和融資,以期實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)獨(dú)立自主,不再受制于人。其中還提到,要大力支持發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),相對(duì)于傳統(tǒng)的硅材料,第三代半導(dǎo)體以氮化鎵、碳化硅、硒化鋅等寬帶半導(dǎo)體原料為主,更適合制造耐高溫、耐高壓、耐大電流的高頻大功率器件 。
什么是第三代半導(dǎo)體
第一代材料是硅(Si),大家通俗理解的硅谷,就是第一代半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)園。
第二代材料是砷化鎵(GaAs),為4G時(shí)代而生,目前的大部分通信設(shè)備的材料。
第三代材料主要以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表的寬禁帶的半導(dǎo)體材料,是未來(lái)5G時(shí)代的標(biāo)配,是支撐新一代移動(dòng)通信、新能源汽車、高速軌道列車、能源互聯(lián)網(wǎng)等產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級(jí)的重點(diǎn)核心材料和電子元器件。
延伸閱讀:碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈龍頭企業(yè)盤(pán)點(diǎn)
碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈主要包括高純粉料、單晶襯底、外延片、功率器件、模塊封 裝和終端應(yīng)用等環(huán)節(jié)。
國(guó)內(nèi)碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈代表企業(yè)
申港證券表示,碳化硅和氮化鎵是未來(lái)功率半導(dǎo)體的核心發(fā)展方向,英飛凌等全球功率半導(dǎo)體巨頭以及華潤(rùn)微、中車時(shí)代半導(dǎo)體等國(guó)內(nèi)功率廠商都重點(diǎn)布局在該領(lǐng)域的研究。為了發(fā)展功率半導(dǎo)體,華為也開(kāi)啟了對(duì)第三代半導(dǎo)體材料的布局。
華為旗下的哈勃科技投資有限公司在2019年8月份投資了山東天岳先進(jìn)材料科技有限公司,持股10%,而山東天岳是我國(guó)第三代半導(dǎo)體材料碳化硅龍頭企業(yè)。
襯底企業(yè)
天科合達(dá)
北京天科合達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司于2006年9月由新疆天富集團(tuán)、中國(guó)科學(xué)院物理研究所共同設(shè)立,是一家專業(yè)從事第三代半導(dǎo)體碳化硅(SiC)晶片研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)。公司為全球SiC晶片的主要生產(chǎn)商之一。
總部公司設(shè)在北京市大興區(qū)生物醫(yī)藥基地,擁有一個(gè)研發(fā)中心和一個(gè)集晶體生長(zhǎng)-晶體加工-晶片加工-清洗檢測(cè)的全套碳化硅晶片生產(chǎn)基地;全資子公司—新疆天科合達(dá)藍(lán)光半導(dǎo)體有限公司位于新疆石河子市,主要進(jìn)行碳化硅晶體生長(zhǎng)。
山東天岳
山東天岳公司成立于2010年11月,是以碳化硅半導(dǎo)體襯底材料為主的高新技術(shù)企業(yè)。公司投資建成了第三代半導(dǎo)體材料產(chǎn)業(yè)化基地,具備研發(fā)、生產(chǎn)國(guó)際先進(jìn)水平的半導(dǎo)體襯底材料的軟硬件條件,是我國(guó)第三代半導(dǎo)體襯底材料行業(yè)的先進(jìn)企業(yè)。
河北同光晶體
河北同光晶體有限公司成立于2012年,位于保定市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū),主要從事第三代半導(dǎo)體材料碳化硅襯底的研發(fā)和生產(chǎn)。公司主要產(chǎn)品包括4英寸和6英寸導(dǎo)電型、半絕緣碳化硅襯底,其中4英寸襯底已達(dá)到世界先進(jìn)水平。目前,公司已建成完整的碳化硅襯底生產(chǎn)線,是國(guó)內(nèi)著名的碳化硅襯底生產(chǎn)企業(yè)。
中科集團(tuán)2所
中科集團(tuán)二所成立于1962年,是專業(yè)從事電子先進(jìn)制造技術(shù)研究和電子專用設(shè)備研發(fā)制造的國(guó)家級(jí)研究所。目前,二所已形成以液晶顯示器件生產(chǎn)設(shè)備、半導(dǎo)體及集成電路制造設(shè)備、特種工藝設(shè)備為主的電子專用設(shè)備和以太陽(yáng)能多晶硅片、三代半導(dǎo)體SiC單晶拋光片為主的半導(dǎo)體材料兩大業(yè)務(wù)方向,能夠?yàn)橛脩籼峁┕に嚭驮O(shè)備的系統(tǒng)集成服務(wù)。
外延片企業(yè)
東莞天域半導(dǎo)體
天域成立于2009年,是中國(guó)第一家從事碳化硅 (SiC) 外延晶片市場(chǎng)營(yíng)銷、研發(fā)和制造的私營(yíng)企業(yè)。2010年,天域與中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所合作,共同創(chuàng)建了碳化硅研究所。
廈門(mén)瀚天天成
瀚天天成電子科技(廈門(mén))有限公司成立于2011年3月,是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售碳化硅外延晶片的中美合資高新技術(shù)企業(yè),已形成3英寸、4英寸以及6英寸的完整碳化硅半導(dǎo)體外延晶片生產(chǎn)線,并滿足600V、1200V、1700V器件制作的需求。
器件/模組企業(yè)
泰科天潤(rùn)
泰科天潤(rùn)是中國(guó)第三代半導(dǎo)體碳化硅功率器件產(chǎn)業(yè)化倡導(dǎo)者,并擁有目前國(guó)內(nèi)唯一碳化硅器件生產(chǎn)線。作為國(guó)內(nèi)唯一一家碳化硅研發(fā)生產(chǎn)和平臺(tái)服務(wù)型公司,泰科天潤(rùn)核心產(chǎn)品以碳化硅肖特基二極管為代表,其中600V/5A~50A,1200V/5A~50A和1700V/10A等系列的碳化硅肖特基二極管產(chǎn)品已經(jīng)投入批量生產(chǎn)。
嘉興斯達(dá)
嘉興斯達(dá)半導(dǎo)體股份有限公司成立于2005年4月,是一家專業(yè)從事功率半導(dǎo)體芯片和模塊尤其是IGBT芯片和模塊研發(fā)、生產(chǎn)和銷售服務(wù)的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)??偛课挥谡憬闻d,在上海和歐洲均設(shè)有子公司,并在國(guó)內(nèi)和歐洲設(shè)有研發(fā)中心,是目前國(guó)內(nèi)IGBT領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)。公司主要產(chǎn)品為功率半導(dǎo)體元器件,包括IGBT、MOSFET、IPM、FRD、SiC等等。
中車時(shí)代電氣
株洲中車時(shí)代電氣股份有限公司是中國(guó)中車旗下股份制企業(yè),其前身及母公司——中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司創(chuàng)立于1959年。
2017年12月,中車時(shí)代電氣總投資3.5億元人民幣的6英寸碳化硅產(chǎn)業(yè)基地技術(shù)調(diào)試成功,2018年1月首批芯片試制成功。這是國(guó)內(nèi)首條6英寸碳化硅生產(chǎn)線,獲得了國(guó)家“02專項(xiàng) ”、國(guó)家發(fā)改委新材料專項(xiàng)等國(guó)家重點(diǎn)項(xiàng)目支持,是中車時(shí)代電氣的重點(diǎn)投資項(xiàng)目之一,實(shí)現(xiàn)碳化硅二極管和MOSFET芯片工藝流程整合,成功試制1200V碳化硅肖特基二極管功率芯片。
揚(yáng)杰科技
揚(yáng)州揚(yáng)杰電子科技股份有限公司成立于2006年8月2日。2014年1月,公司在深交所創(chuàng)業(yè)板掛牌上市。公司集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體,專業(yè)致力于功率半導(dǎo)體芯片及器件制造、集成電路封裝測(cè)試等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
公司主營(yíng)產(chǎn)品為各類電力電子器件芯片、功率二極管、整流橋、大功率模塊、DFN/QFN產(chǎn)品、SGT MOS及碳化硅SBD、碳化硅JBS等,產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子、安防、工控、汽車電子、新能源等諸多領(lǐng)域。
參考資料:
半導(dǎo)體圈子。國(guó)內(nèi)第三代半導(dǎo)體(氮化鎵 碳化硅)廠商盤(pán)點(diǎn)
全球半導(dǎo)體觀察。國(guó)內(nèi)碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)大盤(pán)點(diǎn)
劉興昉、陳宇。碳化硅半導(dǎo)體技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
各公司官網(wǎng)
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