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三安光電、露笑科技、華潤微誰是第三代半導體龍頭?

周末的科協+兩院院士大會規格很高,7巨頭集體出席,新聞聯播占用20分鐘時間播報。基本可以表明 科技 創新在目前我國的政策地位了。

總結壹下領導們的發言,大概可以認為 第三代半導體與半導體材料科學會是當下攻堅的核心。即 自上而下的前瞻科學和自下而上的基礎科學兩手壹起抓,兩手都要硬

什麽是第三代半導體?

第三代是指半導體材料的變化,從第壹代、第二代過渡到第三代。

第壹代半導體以矽(Si)和鍺(Ge)為代表,目前大部分半導體是基於矽基的。

第二代半導體以砷化鎵(GaAs)、磷化鎵(GaP)為代表,是4G時代的大部分通信設備的材料。

第三代半導體以 氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)、氧化鋅(ZnO)、金剛石 為四大代表,是5G時代的主要材料。在無線通信、 汽車 電子、電網、高鐵、衛星通信、軍工雷達、航空航天等領域應用中具備矽基無可比擬的優勢。

GaN通常用在低電壓,比如小家電,尤其充電器是最廣泛的應用;SiC通常用在高電壓,比如車載,5G基站,電網等。 簡單來說第三代半導體的優勢是:耐高壓、耐高溫、大功率、抗輻射、導電性能強、工作速度快、工作損耗低。

第三代半導體的主要應用

第三代半導體目前主要應用下遊是消費類電源、工業電源、UPS電源、新能源 汽車 、光伏逆變器等。根據現在的發展情況, 其主要應用為半導體照明、電力電子器件、激光器和探測器、以及其他4個領域 ,每個領域產業成熟度各不相同。

1、 半導體照明。 在4個應用領域中,半導體照明行業發展最為迅速,已形成百億美元的產業規模。半導體照明所使用的材料體系主要分為3種:藍寶石基GaN、SiC基GaN、Si基GaN,每種材料體系的產品都對應不同的應用。其中,藍寶石基GaN是最常用的,也是最為成熟的材料體系,大部分LED照明都是通過這種材料體系制造的。SiC基GaN制造成本較高,但由於散熱較好,非常適合制造低能耗、大功率照明器件。Si基GaN是3種材料體系中制造成本最低的,適用於低成本顯示。

2、 電力電子器件。 在電力電子領域,寬禁帶半導體的應用剛剛起步,市場規模僅為幾億美元。其應用主要集中在軍事尖端裝備領域,正逐步向民用領域拓展。微波器件方面,GaN高頻大功率微波器件已開始用於軍用雷達、智能武器和通信系統等方面。在未來,GaN微波器件有望用於4G 5G移動通訊基站等民用領域。功率器件方面,GaN和SiC兩種材料體系的應用領域有所區別。Si基GaN器件主要的應用領域為中低壓(200 1 200V), 如筆記本、高性能服務器、基站的開關電源;而SiC基GaN則集中在高壓領域( 1 200V),如太陽能發電、新能源 汽車 、高鐵運輸、智能電網的逆變器等器件。

3、激光器和探測器。 在激光器和探測器應用領域,GaN基激光器可以覆蓋到很寬的頻譜範圍,實現藍、綠、紫外激光器和紫外探測的制造。紫色激光器可用於制造大容量光盤,其數據存儲盤空間比藍光光盤高出20倍。除此之外,紫色激光器還可用於醫療消毒、熒光激勵光源等應用,總計市場容量為12億美元。藍色激光器可以和現有的紅色激光器、倍頻全固化綠色激光器壹起,實現全真彩顯示,使激光電視實現廣泛應用。目前,藍色激光器和綠光激光器產值約為2億美元,如果技術瓶頸得到突破,潛在產值將達到500億美元。GaN基紫外探測器可用於導彈預警、衛星秘密通信、各種環境監測、化學生物探測等領域,但尚未實現產業化。

4其他應用。 在前沿研究領域,寬禁帶半導體可用於太陽能電池、生物傳感器、水制氫媒介、及其他壹些新興應用,目前這些熱點領域還處於實驗室研發階段。

三安光電

公司於2014年5月成立三安集成,布局化合物半導體,建設了GaAs和GaN外延片生產線,以及適用於通信市場的GaAs、GaN半導體芯片生產線等。2017年12月,三安光電成立泉州三安半導體以擴大化合物半導體業務,並投資333億元用於建設2個LED外延片項目和5個化合物半導體項目。2020年,公司在長沙合作投資SiC項目,涵蓋長晶—襯底制作—外延生長—芯片制備—封裝產業鏈,投資總額160億元。目前長沙SiC項目目前訂單比較飽滿,預計今年二、三季度貢獻營收;三安集成GaN產能規劃4寸2000片/月,未來繼續投入6寸。

主要看點——sic

SiC門檻很高,在中美禁運清單,生產效率遠低於藍寶石, 每壹個run出來的晶體襯底,壹個月產能20-50片,國內玩家並不多,國內的容量也不容易過剩,cree的水平大概是 50片水平。

從需求端看,特斯拉用量大概是6寸矽片的三分之二,約140 多片,按照電動車的成長速度,壹定是供不應求的,同時, 家電正在上sic功率器件,更省電,壓縮機更小。此外隨著成本下降,未來場景會持續擴張。

從技術上看,中美差異不大,都是新興領域,cree做到6寸,目標是8寸,三安也在努力做,CREE認為2年做到8寸,三安目 前是6寸,爭取2-3年做到8寸;Cree的客戶更願意在新領 域嘗試,特斯拉的降價給了三安機會,國內想要跟隨特斯拉的性能,就必須要用SiC。

露笑 科技

三年露笑 科技 開始正式進軍這個行業,壹開始跟央企進行碳化矽設備的研制,公司公告稱與合肥市長豐縣人民政府在合肥市長豐縣***同投資建設第三代功率半導體:碳化矽產業園,包括碳化矽晶體生長、襯底制作、外延生長等的研發生產,項目投資總規模預計 100 億元。

去年開始聘請了國內碳化矽研發第壹人陳教授,設備研制上在手訂單有700臺左右,國內和國外客戶正在進壹步洽談之中。進行了2-3輪技術叠代。廠房3月15號已經封頂,5月15號設備入場,6月30號壹期點亮,年底之前會有千片產品出來。

露笑 科技 的看點在於設備跟國外對比,主要是設備是中國強項,不光是價格比國外好,零配件也是, 90%實現國產化,個別零部件需要向歐洲購買 。碳化矽設備壹般自己設計自己組裝不對外售賣, 公司因為是主營做設備,所以有賣,其他天科合達,北方華創,晶盛機電有賣過 。

和其他友商相比的優勢:1. 設備和工藝結合,可協同 2. 工藝和其他國內6寸的,實驗室到產業化的過程會更短; 3. 長晶良率有優勢。

襯底送樣驗證:去年下遊標準認定完成,之後9月30號開始試生產,器件廠會有車規級認證,要求每個月達到壹定良率壹定規模,需要3-6月的認證。

華潤微

公司是國內最大的功率半導體IDM供應商,采用設計+代工運營模式。在碳化矽功率器件方面,公司已發布並量產6英寸650V、1200V SiC BS系列產品,並且已完成新壹代SiC BS產品設計、工藝開發和樣品產出。在矽基氮化鎵功率器件方面,公司自主開發的650V矽基氮化鎵器件靜態參數已達到國外對標樣品水平。

華潤微的看點在於背靠國企,研究實力突出,此外他的idm業務模式,導致整個成本博弈的空間會很大。

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