资本蜂拥第三代半导体：新能源“拱火”，“直道超车”下机遇风险并存
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“现在越来越多的企业在布局第三代半导体公司，购置相关设备都比较紧张。”近日，一家LED供应链人士表示。 尽管设备抢手和供应链短缺大环境有关，但是第三代半导体(也称宽禁带半导体)市场的火热可见一斑。在日前集邦咨询化合物半导体新应用前瞻分析会上，集邦咨询化合物半导体分析师龚瑞骄表示：“据我们统计，去年整个宽禁带半导体(功率和射频部分)的投资规模达到了709亿，比上一年翻了一倍多。” 同时，第三代半导体应用需求也在增长，随着碳化硅(SiC)进入新能源汽车产业链、氮化镓(GaN)在快充上的规模化应用，第三代半导体逐步进入消费端和工业端，在功率半导体领域崭露头角。 值得一提的是，碳中和相关政策正持续对第三代半导体发展带来东风，由于碳化硅和氮化镓都有助于提升能效，企业的投入意愿也在增强。12月8日，国家发改委等四部门印发的新方案提出，到2025年，数据中心和5G基本形成绿色集约的一体化运行格局。根据天风证券的测算，若全球采用硅芯片器件的数据中心都升级为氮化镓功率芯片器件，将减少30%-40%的能源浪费。而氮化镓目前已经在5G基站中使用，并且不少企业正在布局数据中心的氮化镓电源产品。 眼下，第三代半导体正迎来黄金发展期，但同时也需要注意，产业仍处在初级阶段，整体规模较小，众多企业涌入，更要关注实际的市场需求。 国内探索“直道超车”? 未来5年进入整合期 从产业链看，第三代半导体主要有衬底、外延、设计、制造、封测、应用等环节，目前国外的半导体公司仍占据核心地位，而面对确定的市场前景，国内的企业也蜂拥而至。 其中，LED产业集群是一支重要力量，因为在照明、显示等光电器件中，原本就需要使用氮化镓等材料，所以三安光电、华灿光电等企业已经具备材料和工艺的基础、以及相关生产的经验，这是他们的优势。当然光电器件和功率IC之间的工艺差异明显，IC技术难度升级，产线拓展也存在着挑战。 对于氮化镓的布局，华灿光电副总裁王江波向21世纪经济报道记者表示：“2020年华灿光电募集约3亿元投向GaN电力电子器件领域。电子电力器件与公司深耕的光电领域应用市场有所不同，但材料体系相似，工艺制备方面有一定相通之处，电力电子器件产品工艺段更为复杂，线宽控制和设备的要求更高。目前6英寸硅基GaN 电力电子器件工艺已通线，预计2022年推出650V cascode产品，2023年具备批量生产和代工能力。” 在未来的产品规划上，王江波表示，华灿光电不仅仅针对快充领域，也会面向数据中心，电动汽车、通讯等领域布局。 对于华灿光电而言，切入第三代半导体一方面是产业的横向拓展，另一方面也符合公司探索高端化的路线;再看三安光电，版图更加完善，除了氮化镓产线，今年长沙的碳化硅全产业链生产线一期投产。 LED之外，拥有功率半导体经验的企业们也在加速布局，比如闻泰科技，在氮化镓功率器件领域频频落子并出货，旗下安世半导体也和汽车企业进行合作。国内功率半导体龙头华润微积极布局第三代半导体，已有碳化硅产品量产，也研发了氮化镓器件。制造领域，以北方华创、中微为代表的设备厂商也迎来第三代半导体的增量市场。 同时，诸多专注于做第三代半导体的国内公司也在成长中，比如氮化镓功率芯片领域迅速增长的英诺赛科;碳化硅领域的基本半导体、天科合达、天岳先进、同光晶体等等，并且聚焦在衬底环节的企业尤其多。 和国外相比，国内企业仍存在差距，龚瑞骄称：“第一个是碳化硅的衬底，海外目前是6英寸转8英寸，国内现在是4英寸转6英寸，有很大差距;另一个海外商用碳化硅使用了MOS管，而国内还在使用二极管。” 有业内人士指出，碳化硅在中国100多个项目，几乎没有做车规级的，因为行业门槛很高，车规级和工业级、消费级相比，做可靠性实验的时间完全不一样，不是一个数量级，其表示：“消费级只需要几十小时，工业级要几百小时，而车规级要几千小时，因为坐上车，最重要的是安全，一个车厂要采用一个车规级的器件没有三五年是不行的。虽然国内的汽车厂也有跟一些企业合作，但是要长期合作，国内的车厂采用的车规级的进口的器件、芯片都存在供应紧张的问题。现在国内车厂的国产化有巨大的空间，我们首先要和国外的车规级芯片、器件首先做到同等水平，在此基础上再去发展新的创新。” 在近年的科技博弈中，国内对半导体产业关注空前，第三代半导体也被视为弯道超车的一个方向，对此，上述业内人士谈道：“其实在弯道的时候跑快了容易摔跤，正确的做法是在直线的时候超车。现在国内是遍地的游击队，要直线超车就要打造军团，海外也是这么一个过程，有了资本的支持，可以把这些游击队整合起来，去实现直线超车。所以未来5年，我预测是一个整合的过程。” 碳化硅整合 氮化镓起步 虽然相比硅市场，第三代半导体的市场份额还很小，现在主要聚焦在功率半导体等领域，但是增长空间巨大。 龚瑞骄谈道，受益于新能源革命，下游的光伏、储能、新能源汽车以及工业自动化的爆发，功率半导体行业迎来了新的高景气周期，“整个功率半导体、分立器件和模块的市场规模将从2020年的204亿美金增长到2025年的274亿美金，宽禁带半导体的市场规模将从2020年的不到5%达到2025年的接近17%。” |
