8月27日,,在南京舉行的世界半導(dǎo)體大會暨第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇上,,國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會委員、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長吳玲透露:國家2030計劃和“十四五”國家研發(fā)計劃都已經(jīng)明確,,第三代半導(dǎo)體是重要發(fā)展方向,,現(xiàn)在到了討論實施方案的階段。 9月3日,,彭博社再次報道,中國有意將第三代半導(dǎo)體寫入“十四五”規(guī)劃,。 股市反應(yīng)開始跟上,,A股第三代半導(dǎo)體相關(guān)概念股開始猛漲,長方集團,、聚燦光電,、乾照光電、豫金剛石,、露笑科技連續(xù)漲停,。其中,長方集團從9月1月到9月3日已經(jīng)因為跨境電商概念連續(xù)兩天漲停,,9月3日開始,,繼續(xù)聯(lián)同相關(guān)概念股持續(xù)漲停,,截止9月8日,長方集團連續(xù)5個漲停板,,股價從3.34元漲到8.30元,,漲幅達148.5%,聚燦光電,、豫金剛石等股價也都接近翻倍,。 但仔細研究這些企業(yè),會發(fā)現(xiàn)大部分企業(yè)果然都只是“概念”,,幾乎都沒有量產(chǎn)產(chǎn)品落地,,長方集團、豫金剛石更是由于股價異常波動和業(yè)績基本面不符在9日被停牌,,露笑科技等也接到深交所關(guān)注函,。 第三代半導(dǎo)體是以碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)為代表,,同時也包括氧化鋅(ZnO),、金剛石(C)、氮化鋁(AlN)等為材料的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),。 相比以硅(Si),、鍺(Ge)為材料的第一代半導(dǎo)體和以砷化鎵(GaAs)、磷化銦(InP)為材料的第二代半導(dǎo)體,,第三代半導(dǎo)體材料有更大的禁帶寬度(大于或等于2.3電子伏特),、更高的電子飽和漂移速度和擊穿場強,使得由其制造出的半導(dǎo)體器件具有高頻,、高效,、高功率、耐高壓,、耐高溫,、抗輻射等特性。 第一代半導(dǎo)體材料自上世紀50年代發(fā)展以來,,已廣泛應(yīng)用于集成電路為主的微電子領(lǐng)域,,95%的半導(dǎo)體器件和99%的集成電路都由硅材料制成。第二代半導(dǎo)體材料則使材料應(yīng)用進入到光電領(lǐng)域,,在發(fā)光器件,、光電通信領(lǐng)域得以發(fā)展。而第三代半導(dǎo)體材料的高功率,、高頻等特性將廣泛應(yīng)用于新能源汽車大功率半導(dǎo)體器件和5G射頻芯片等領(lǐng)域,。 其中,以SiC為材料的半導(dǎo)體器件的大功率特性使其成為新能源汽車所需要的大功率器件,,主要用于主驅(qū)逆變器(直流電轉(zhuǎn)換為交流電的設(shè)備),、DC/DC轉(zhuǎn)換器,、充電系統(tǒng)中的車載充電機和充電樁等新能源車產(chǎn)業(yè)鏈。用碳化硅材料制造的汽車電子功率器件,,能夠大幅降低車載充電系統(tǒng),、主驅(qū)動系統(tǒng)的能耗。 特斯拉Model 3就率先集成了全SiC功率器件的主逆變器,,使得Model 3的逆變器效率從Model S的82%提升到90%,,并將器件體積縮小到原來的1/10,承載功率提高到硅基器件的80倍,。 GaN與SiC同屬于第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料,,相比SiC能夠應(yīng)用到大功率環(huán)境中,GaN由于高頻下具有較高的輸出功率和效率,,在射頻領(lǐng)域應(yīng)用較多,,典型場景為5G宏基站和毫米波小基站以及快充市場。 5G商用宏基站未來將以64通道的大規(guī)模陣列天線為主,,單基站 PA(射頻功率放大器)需求量接近200個,,目前基站用功率放大器主要為 LDMOS(橫向擴散金屬氧化物半導(dǎo)體)技術(shù),但LDMOS 技術(shù)適用于低頻段,,在高頻領(lǐng)域存在局限性,,GaN 的高頻特性則能較好的適用于大規(guī)模 MIMO(多輸入多輸出)通道,5G基站GaN射頻PA將成為主流技術(shù),。 快充市場的應(yīng)用也已開始顯露,。2020 年2月,小米發(fā)布了65W的Type-C充電器,,其中就用到了GaN材料器件,,能夠最高提供50W的充電功率,搭配其使用,,小米10Pro從 0 充電至100%僅需45分鐘,。 同時,GaN禁帶寬度大,、開關(guān)頻率高,、導(dǎo)通電阻低的特點,能夠使其制成的電子設(shè)備趨于小型化和輕量化,,降低裝置的體積和重量,從而降低系統(tǒng)制作和生產(chǎn)成本,。 相比于Si材料百億美元以上的市場規(guī)模,,第三代半導(dǎo)體材料由于整體處于起步階段,目前也更多應(yīng)用于LED照明領(lǐng)域,,市場規(guī)模還不大,,2019年SiC和GaN的市場規(guī)模均在5億美元左右,。 但隨著新能源汽車和5G市場的發(fā)展,其規(guī)模有望實現(xiàn)高速增長,。根據(jù)Omdia的《2020年SiC和GaN功率半導(dǎo)體報告》,,到2020年底,全球SiC和GaN功率半導(dǎo)體的銷售收入預(yù)計達到8.54億美元,,未來十年年均增長率將達到兩位數(shù),,到2029年有望超過50億美元。同時,,在第三代半導(dǎo)體材料領(lǐng)域,,我國與國外差距不大,暫未出現(xiàn)“卡脖子”現(xiàn)象,。 從產(chǎn)業(yè)來看,,SiC生產(chǎn)過程分為SiC單晶生長、外延層生長及器件制造三大步驟,,對應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈為襯底,、外延、器件與模組三大環(huán)節(jié),。 其中,,SiC襯底國際主流產(chǎn)品正從4英寸向6英寸過渡,且已經(jīng)開發(fā)出8英寸導(dǎo)電型襯底產(chǎn)品,。國內(nèi)企業(yè)在SiC襯底方面以4英寸為主,,同時也已經(jīng)開發(fā)出了6英寸導(dǎo)電性SiC襯底和高純半絕緣SiC襯底。 山東天岳,、北京天科合達和河北同光晶體分別與山東大學,、中科院物理所和中科院半導(dǎo)體所進行技術(shù)合作與轉(zhuǎn)化,在 SiC 單晶襯底技術(shù)上形成自主技術(shù)體系,,目前已實現(xiàn)4英寸襯底的量產(chǎn),。同時山東天岳、天科合達,、河北同光,、中科節(jié)能均已完成 6 英寸襯底的研發(fā),中電科裝備已成功研制出6英寸半絕緣襯底,。 與SiC的相對成熟相比,,GaN 襯底技術(shù)難度較大,制備技術(shù)仍有待提升,,行業(yè)產(chǎn)量較低,,導(dǎo)致GaN襯底的缺陷密度和價格較高,目前只有激光器等少數(shù)器件采用 GaN 同質(zhì)襯底,。 國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)可以小批量生產(chǎn)2英寸GaN襯底,,具備4英寸襯底生產(chǎn)能力,,并開發(fā)出6英寸襯底樣品。目前已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)包括蘇州納維科技和東莞市中鎵半導(dǎo)體,,其中蘇州納維目前已推出4 英寸襯底產(chǎn)品,,并且正在開展 6 英寸襯底片研發(fā)。 SiC和GaN外延基本與襯底產(chǎn)業(yè)水平同步,,襯底是作為芯片基體,,外延片則在其上生長。 在器件和模組設(shè)計方面,,我國則有所欠缺,,還沒有廠商涉及于此。全球范圍內(nèi)歐洲和日本較為領(lǐng)先,,典型企業(yè)有英飛凌,、意法半導(dǎo)體、三菱電機等,。不過,,在模塊、器件制造環(huán)節(jié)我國已出現(xiàn)了一批優(yōu)秀的企業(yè),,包括三安集成,、海威華芯、泰科天潤,、中車時代,、世紀金光等。 三,、A股們水分較大 雖然國內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)還需要不斷努力,,但相比A股多數(shù)企業(yè)遙遙無期的概念,已經(jīng)十分難得,。 拿長方集團來說,,其目前業(yè)務(wù)包括智能營銷與互聯(lián)網(wǎng)金融等,與第三代半導(dǎo)體材料相去甚遠,。但由于其董事長關(guān)聯(lián)企業(yè)晶能光電擁有硅襯底氮化鎵基LED制造技術(shù),,在自9月1日因跨境電商概念已連續(xù)兩個漲停板的情況下,9月3日后又因第三代半導(dǎo)體概念持續(xù)漲停,。 但事實上,,長方集團上半年實現(xiàn)營收5.56億元,較去年同期下降31.94%,,歸母凈虧損3375萬元,,同比下降182.44%,公司股價與業(yè)績完全不匹配,。更值得注意的是,,在9月3日經(jīng)過兩次漲停之后,公司幾位大股東分別以集中競價和大宗交易的方式減持了1566萬股,,高位套現(xiàn)近7500萬元,。 股價瘋長引起監(jiān)管注意,9月8日晚間,,深交所披露,,長方集團因9月1日至9月8日連續(xù)六個交易日收盤價格累計漲跌幅偏離值超過100%,股票交易嚴重異常波動,,9月9日起接受停牌審查,,一起停牌的還有天山生物和豫金剛石,其中豫金剛石也因第三代半導(dǎo)體概念股價連續(xù)漲停,。 其他像露笑科技,、乾照光電也因業(yè)務(wù)不佳、股價異常波動,、股東套現(xiàn)等收到深交所關(guān)注函,,股價在9月9日都出現(xiàn)大跌。其中,,露笑科技在8月份曾披露將在合肥投資規(guī)模100億元的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園項目,,但深交所隨后對該項目發(fā)出材料問詢,露笑科技卻至今仍沒有做出回復(fù),。 相比之下,,在第三代半導(dǎo)體材料領(lǐng)域擁有真正量產(chǎn)能力的三安光電卻沒有受到太多關(guān)注。 三安光電目前在第三代半導(dǎo)體材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域也是LED照明方向,,但相比國內(nèi)大多數(shù)第三代半導(dǎo)體材料企業(yè)的概念階段或研發(fā)階段,,三安光電已經(jīng)實現(xiàn)了SiC、GaN的量產(chǎn),。 早在2017年底,,三安光電就開始和泉州市政府合作建設(shè)總投資333億元的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園項目。今年6月,,三安光電又投資160億元在長沙建設(shè)包括長晶—襯底制作—外延生長—芯片制備—封裝在內(nèi)的第三代半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈項目,,包含高端氮化鎵LED襯底、外延,、芯片的研發(fā)與制造產(chǎn)業(yè)化項目,,高端砷化鎵LED外延、芯片的研發(fā)與制造產(chǎn)業(yè)化項目等,。 不過仍然需要注意的是,,盡管具備量產(chǎn)能力,但三安光電目前第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品的良品率還較低,短時間還無法實現(xiàn)規(guī)模盈利,。 整體來看,,盡管目前規(guī)模遠不如Si材料邏輯芯片,但隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和5G產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,,第三代半導(dǎo)體材料依然有明朗的市場前景,,但技術(shù)上的較小差距不能成為懈怠的理由,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)依然是重要產(chǎn)業(yè),,核心技術(shù)依然需要不斷攻克,,而虛無的概念還是少點為好。 原創(chuàng):競科技 |
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