國內(nèi)企業(yè)也紛紛落子第三代半導(dǎo)體,第三代半導(dǎo)體再次異動拉升!
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,有消息稱,中國正在規(guī)劃將大力支持發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)寫入“十四五”規(guī)劃之中,計(jì)劃在2021到2025年的五年之內(nèi),舉全國之力,在教育、科研、開發(fā)、融資、應(yīng)用等等各個(gè)方面對第三代半導(dǎo)體發(fā)展提供廣泛支持,以期實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)獨(dú)立自主。
碳化硅器件具備耐高壓、低損耗和高頻三大優(yōu)勢,主要應(yīng)用于新能源汽車、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。氮化鎵器件具備高開關(guān)頻率、耐高溫、低損耗等優(yōu)勢,可更好地滿足5G宏基站、衛(wèi)星通信、微波雷達(dá)、數(shù)據(jù)中心等領(lǐng)域。
目前,碳化硅和氮化鎵是第三代半導(dǎo)體中應(yīng)用最廣的兩類材料,其中碳化硅商用更加成熟,氮化鎵市場初起步。在當(dāng)前的半導(dǎo)體世界中,硅器件仍占據(jù)九成市場,第三代半導(dǎo)體規(guī)模仍小、技術(shù)也需要再突破,但是整體成長速度飛快。
在2022集邦咨詢第三代半導(dǎo)體前沿趨勢研討會上,集邦咨詢化合物半導(dǎo)體分析師龔瑞驕表示:“在全球疫情反復(fù)等客觀因素的影響下,消費(fèi)電子等終端市場需求有所下滑,但應(yīng)用于功率元件的第三代半導(dǎo)體在各領(lǐng)域的滲透率仍然呈現(xiàn)持續(xù)攀升之勢,其中,800V汽車電驅(qū)系統(tǒng)、高壓快充樁、消費(fèi)電子適配器、數(shù)據(jù)中心及通訊基站電源等領(lǐng)域的快速發(fā)展,推升了2022年SiC(碳化硅)/GaN(氮化鎵)功率半導(dǎo)體市場需求?!?
國內(nèi)企業(yè)也紛紛落子第三代半導(dǎo)體,布局新能源、新基建等增長型市場,同時(shí)也面臨著挑戰(zhàn)。龔瑞驕告訴21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者,整體來看,國內(nèi)第三代半導(dǎo)體的困境體現(xiàn)在兩方面,其一是器件技術(shù)方面,比如碳化硅MOS芯片和海外有較大差距,并且主要依靠海外代工;其二,原材料領(lǐng)域,國際上碳化硅襯底已經(jīng)進(jìn)入8英寸,中國才剛剛步入6英寸量產(chǎn)。
美國對中國芯片制造業(yè)進(jìn)行全方位圍堵。中國選擇換道超車,依靠傳統(tǒng)智慧,“他橫任他橫,明月照大江”,簡單來說就是“你打你的,我打我的”:中國只要在其他領(lǐng)域找到新的增長點(diǎn),即可以在其他戰(zhàn)場上彌補(bǔ)損失。
因此,中國積極攻堅(jiān)現(xiàn)時(shí)剛剛起步不久、競爭相對沒那么激烈、技術(shù)差距較少的第三代半導(dǎo)體或芯片。第三代半導(dǎo)體的應(yīng)用范圍為新能源汽車、5G宏基站、光伏、風(fēng)電、高鐵、自動駕駛和射頻器件,這些產(chǎn)業(yè)同時(shí)也是往清潔能源的經(jīng)濟(jì)模式發(fā)展,未來潛力巨大,發(fā)展方向理想。
現(xiàn)時(shí),新興科技產(chǎn)業(yè)的重要支柱為新能源汽車和光伏產(chǎn)業(yè)。根據(jù)中國海關(guān)總署統(tǒng)計(jì),今年前7個(gè)月汽車出口額同比增長54.4%。上半年,光伏產(chǎn)業(yè)出口額同比增長113%。中國在第三代半導(dǎo)體的下游產(chǎn)業(yè)中已站穩(wěn)腳跟,未來準(zhǔn)備加速發(fā)力。
這源自中國獨(dú)到的產(chǎn)業(yè)意識,既然第二代半導(dǎo)體存在巨大的政治及其他不確定性,那么不如另辟蹊徑,向第三代半導(dǎo)體進(jìn)發(fā),至少在其他能追趕上國際水平的領(lǐng)域先追上,并大量地?cái)U(kuò)大生產(chǎn),盡量做到自給率越高越好。
中國的科技界以材料來劃分第一代、第二代和第三代半導(dǎo)體,它們之間是材料的差異,各自在不同的領(lǐng)域之中有其用處,并不是說第二代就能取代第一代,或第三代就能取代第二代?,F(xiàn)時(shí)國際競爭最激烈的第二代半導(dǎo)體的材料是以砷化鎵等為主,它的原材料比較稀缺,會對環(huán)境造成污染,主要用于制造高頻率、大功率電子器件,即電腦、手機(jī)等產(chǎn)品;相反,第三代半導(dǎo)體的原材料是碳化硅和氮化鎵為主,比第二代要求在更高溫、更高壓的環(huán)境下運(yùn)作,主要應(yīng)用于新能源汽車、5G宏基站、光伏、風(fēng)電、高鐵、自動駕駛和射頻器件。
目前第三代半導(dǎo)體處于研發(fā)的早期階段,成本較高、良品率低。因此中國和國際上其他龍頭大廠是在接近同樣的起跑線上起步,而一旦中國掌握了這個(gè)技術(shù)的生產(chǎn),中國的新能源汽車和光伏產(chǎn)業(yè)則大有可為。
第三代半導(dǎo)體是以碳化硅(SiC) 、氮化鎵(GaN) 為主的半導(dǎo)體材料,與第一代、第二代半導(dǎo)體材料(SI、CaAs)不同,第三代半導(dǎo)體材料具有高頻、高效、高功率、耐高壓、抗輻射等諸多優(yōu)勢特性。
在5G、新能源汽車、消費(fèi)電子、新一代顯示、航空航天等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。目前主要應(yīng)用在5G、新能源車、充電樁、光伏、軌道交通等領(lǐng)域的核心部件上,而以上領(lǐng)域都是國家重點(diǎn)發(fā)展的方向。
目前在全球范圍內(nèi),美國、歐洲、日本、中國在第三代半導(dǎo)體發(fā)展上處于“四足鼎立”狀態(tài)。而據(jù)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(CA? SA)統(tǒng)計(jì),2019年,中國SiC、GaN電力電子和微波射頻產(chǎn)值超過60億元。2019年中國GaN微波射頻產(chǎn)值規(guī)模近38億元,相比SiC、GaN電力電子器件,其產(chǎn)值更高。
而自從特斯拉率先讓碳化硅Mosf et器件上車以來,碳化硅等第三代半導(dǎo)體的應(yīng)用進(jìn)度和市場空間都打開了想像力。
隨著5G基站大規(guī)模部署、新能源汽車市場開啟、PD快充市場爆發(fā)等,我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)加速搶跑,須加快提升第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的全球競爭力。而在這場賽跑中,盤點(diǎn)6大“第三代半導(dǎo)體”高潛力龍頭,未來可期!