第三代半导体,不是你想的那么简单 第三代半导体

9月8日,第三代半导体板块延续强势,赣兆光电、宇钻石、聚灿光电涨20%,卢晓科技涨20% 。那么这么火的第三代半导体是什么呢?有什么用?哪些公司是真正的受益者?果壳投资研究(ID:beikotouyan)看看第三代半导体行业的一些确定性机会 。
一、第三代半导体产业概述
1.什么是第三代半导体?
第三代是指半导体材料的变化,从第一代、第二代到第三代 。
第一代半导体材料:锗和硅,也是目前最大的半导体材料,成本相对较低,制造工艺最成熟,应用于信息产业和微电子产业 。
第二代半导体材料:砷化镓、磷化铟,主要用于通讯行业和照明行业 。
以碳化硅、氮化镓为代表的第三代半导体材料,可用于更高阶的高压功率元件和高频通信元件,是5G时代的主要材料 。
2.第三代半导体应用在哪些领域?
GaN和SiC可以大大改善电子器件的高压、高频、大功率工作特性,在军事、新能源、电动汽车等领域具有巨大的应用前景 。碳化硅和氮化镓是第三代半导体材料,但应用略有不同 。
GaN:目前主要应用在功率器件领域,未来在高频通信领域应用潜力巨大 。未来5G的标准频率超过40GHz时,砷化镓将无法加载,必须采用氮化镓 。
SiC:目前主要用于高温、高频、高效率的大功率元件,具有耐高温、耐腐蚀、热稳定性好等优点 。
但由于SiC成本高,氮化镓GaN是第三代半导体的主流 。
第三代半导体主要用于功率器件和射频器件,以大功率功率半导体为主,市场规模还比较小 。而主流的手机芯片如内存、电路等都是以硅为主,这是目前市场上最大的领域 。
3.第三代半导体的市场规模有多大?
数据显示,到2020年底,SiC和GaN功率半导体的全球销售收入有望从2018年的5.71亿美元增长至8.54亿美元 。到2029年,未来十年的年均两位数增长率将超过50亿美元 。
根据Yole数据,到2024年,SiC功率半导体的市场规模将增长到20亿美元,其中汽车市场预计到2024年将占SiC功率半导体市场的50% 。
4.中国第三代半导体的发展现状
碳化硅(SiC)的衬底技术相对简单 。已经实现4英寸的国产化,6英寸的研发已经完成 。
氮化镓(GaN)的制备技术需要改进 。目前国内企业已经可以小批量生产2英寸基板,具备4英寸基板的生产能力,正在开发6英寸样品 。
5.为什么第三代半导体是中国大陆半导体的希望?
第一,第三代半导体与第一、二代半导体相比,处于发展初期,国内外巨头基本处于同一起跑线 。
第二,中国有第三代半导体的应用市场,可以根据市场定义产品,而不是像以前一样跟着国际巨头做国内替代 。
再次,第三代半导体的难点不在于设备和逻辑电路的设计,而在于工艺 。工艺开发是偶然的,难度比逻辑芯片低 。
第四,对设备的要求比较低,投入小,国内可以有很多玩家 。在资本的推动下,可以遍地开花,最终极有可能出现几家第三代半导体公司 。
第二代和第三代半导体产业链
而碳化硅和氮化镓是未来功率半导体的核心发展方向 。英飞凌、ST等全球功率半导体巨头,以及华润微、CRRC时代半导体等国内功率厂商都在专注于这一领域的研究 。
为了发展功率半导体,华为也开始了第三代半导体材料的布局 。华为哈勃科技于2019年8月投资山东田玉娥,持股10% 。山东田玉娥,国内第三代半导体材料碳化硅龙头企业,位于济南槐荫区,至今未上市 。
(1)三安光电
1.氮化镓业务:由全资子公司三安集成运营,2020年上半年收入3.75亿元,同比增长680.48% 。砷化镓射频出货客户近百家,氮化镓射频产品重要客户产能也在逐步攀升 。
2.碳化硅业务:三安光电在湖南三安长沙设立子公司,从事碳化硅等化合物的第三代半导体研发和产业化,项目处于建设阶段 。
(2)杨洁科技
1.面向未来功率器件高端领域,储备了硅基氮化镓技术和人才,完成了高压碳化硅产品的开发设计 。
2.杨洁科技的产品包括碳化硅SBD、碳化硅JBS等 。
(3)卢晓科技
鲁科技已掌握制造碳化硅晶体生长炉的核心技术,与中科钢研等企业合作开发SIC衬底材料,正在筹措生产资金 。
【第三代半导体,不是你想的那么简单 第三代半导体】三 。摘要

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