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第三代半導(dǎo)體材料GaN和SiC的發(fā)展趨勢及投資機會分析

我快閉嘴 ? 來源:愛集微 ? 作者:Julie ? 2020-12-18 10:11 ? 次閱讀

眾所周知,先發(fā)優(yōu)勢是半導(dǎo)體行業(yè)的特點。而在第三代半導(dǎo)體方面,國內(nèi)外差距沒有一、二代半導(dǎo)體明顯。

碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)被譽為繼第一代Ge、Si半導(dǎo)體材料、第二代GaAs、InP化合物半導(dǎo)體材料之后的第三代半導(dǎo)體典型材料之一,其研究與應(yīng)用是目前全球半導(dǎo)體研究的前沿和熱點。

目前來看,第三代半導(dǎo)體處在爆發(fā)式增長的前期,其下游應(yīng)用大多處在研發(fā)階段,還沒有形成量產(chǎn)化。國產(chǎn)廠商對氮化鎵(GaN)和碳化硅(SiC)的研究起步時間于國外廠商相差不多,因此國產(chǎn)廠商有望借此實現(xiàn)超車。

為了更充分了解國內(nèi)第三代半導(dǎo)體材料的發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及投資策略,12月17日(周四)15:30,集微網(wǎng)邀請到方正證券科技行業(yè)首席分析師陳杭做客第二十四期“開講”,帶來以《第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)分析》為主題的精彩演講。

我國第三代半導(dǎo)體即將迎來全面爆發(fā)之際,其兩大代表性材料GaN和SiC的發(fā)展趨勢及發(fā)展機會有哪些?與之相關(guān)的投資需要哪些策略?圍繞這幾個問題,方正證券科技行業(yè)首席分析師陳杭逐一進行解析。

新能源產(chǎn)業(yè)的興起推動SiC放量

作為最有發(fā)展?jié)摿Φ牡谌雽?dǎo)體材料的SiC,由于具備更好的能源轉(zhuǎn)換效率,能大大降低功率轉(zhuǎn)換中的開關(guān)損耗,更容易實現(xiàn)模塊的小型化,更耐高溫的性能。可廣泛應(yīng)用于新能源汽車、光伏、風電、電網(wǎng)、交通等行業(yè)。

陳杭表示,在新能源汽車領(lǐng)域,新能源汽車是SiC功率器件市場的主要增長驅(qū)動因素。隨著消費者需求的不斷增加和相關(guān)政策的支持,特斯拉、福特和大眾等汽車制造商宣布,未來十年將在電動汽車領(lǐng)域投資超過 3,000 億美元。因此,車載功率半導(dǎo)體用量將會劇增,SiC市場受益于此有望得到大幅度增長。

隨著數(shù)據(jù)中心5G基站的建設(shè)和發(fā)展,主要用于整流器和逆變器中的SiC的需求也將擴大。

此外,在光伏/風力發(fā)電系統(tǒng)中,逆變器將不同電壓等級的直流電轉(zhuǎn)換為交流電以驅(qū)動家用電器、照明等交流負載。SiC逆變器為太陽能光伏發(fā)電、風力發(fā)電等各種可再生發(fā)電系統(tǒng)提供各種完美的電源變換和接入方案,也將催生SiC市場的增長。

加之國家政策對新能源發(fā)電發(fā)展的支持,我國國家能源局發(fā)布的《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出,在“十三五”期間,我國將進一步擴大風電、光伏發(fā)電等清潔能源的裝機規(guī)模,也將直接影響風電的裝機量,進而助力SiC市場的增長。

快充、5G推動GaN放量,射頻、功率器成GaN新增長點

與SiC同樣作為第三代半導(dǎo)體材料GaN,因具備高電流密度等優(yōu)勢,可顯著減少電力損耗和散熱負載,而被認為很大發(fā)展?jié)摿ΑS绕涫窃诳斐涞膽?yīng)用上,該技術(shù)有助于在電池技術(shù)尚未突破的現(xiàn)狀下改善手機續(xù)航。但目前大部分掌握在國外廠商手中,國內(nèi)廠商還比較少。隨著國內(nèi)市場需求的增長,國內(nèi)功廠商將迎來發(fā)展機會。

我國GaN產(chǎn)品正逐步從小批量研發(fā)、向規(guī)模化、商業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展。目前,GaN單晶襯底實現(xiàn)2-3英寸小批量產(chǎn)業(yè)化,4英寸已經(jīng)實現(xiàn)樣品生產(chǎn)。而GaN異質(zhì)外延襯底已經(jīng)實現(xiàn)6英寸產(chǎn)業(yè)化,8英寸正在進行產(chǎn)品研發(fā)。

2019年OPPO、小米在新機型中采用了GaN快充器件引起了市場關(guān)注,隨著終端客戶積極推進,消費級GaN手機電源市場起量。陳杭認為,快充將會是GaN功率器件最大的推動力。

隨著GaN工藝的改進,射頻成新增長點。當下5G通信對射頻前端有高頻、高效率等嚴格要求,數(shù)據(jù)流量高速增長使得調(diào)制難度不斷增加,所需的頻段越多,對射頻前端器件的性能要求也隨之加高;載波聚合技術(shù)的出現(xiàn),更是促使移動基站、智能手機對射頻前端器件的需求翻倍,給GaN發(fā)展帶來新契機。

陳杭預(yù)判,GaN射頻設(shè)備市場規(guī)模將持續(xù)增長,其主要支柱以及主要增長動力為軍備國防、無線通信基礎(chǔ)設(shè)施。GaN將取代GaAs在高功率、高頻率衛(wèi)星通信領(lǐng)域的應(yīng)用,同時在有線電視(CATV)和民用雷達市場上提供比LDMOS或GaAs更高的附加值。

最后,關(guān)于國內(nèi)外在半導(dǎo)體上的較量,陳杭表示,第一代半導(dǎo)體材料硅(Si),中國與國外差距較大,在材料、設(shè)備、代工方面均落后,到第二代半導(dǎo)體才有所突破。如今隨著第三代半導(dǎo)體包括GaN、SiC在內(nèi)的新興技術(shù)的出現(xiàn),中國廠商在設(shè)備、材料、外延等各環(huán)節(jié)的協(xié)同和努力之下,將有很大機會實現(xiàn)直線超車。

對于第三代半導(dǎo)體的投資,陳杭認為,第三代半導(dǎo)體同樣符合泛半導(dǎo)體投資時鐘規(guī)律。他說道:“通常來說,設(shè)備商最先感知下游的需求和爆發(fā),隨后才是制造和材料。就全球來說,設(shè)備廠商先啟動,隨后是制造、材料和設(shè)備,而就國內(nèi)而言,則是制造廠商先起來,隨后才拉動材料端。”
責任編輯:tzh

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