资本蜂拥第三代半导体：新能源“拱火”中证内参 “直道超车”下机遇风险并存

“现在越来越多的企业在布局第三代半导体公司，置办相关设备都比较严重。”近来，一家LED供给链人士向21世纪经济报导记者表明。

尽管设备抢手和供给链缺少大环境有关，可是第三代半导体(也称宽禁带半导体)商场的炽热可见一斑。在日前集邦咨询化合物半导体新运用前瞻剖析会上，集邦咨询化合物半导体剖析师龚瑞骄表明：“据咱们计算，上一年整个宽禁带半导体(功率和射频部分)的出资规划到达了709亿，比上一年翻了一倍多。”

一起，第三代半导体运用需求也在增加，跟着碳化硅(SiC)进入新动力轿车工业链、氮化镓(GaN)在快充上的规划化运用，第三代半导体逐渐进入消费端和工业端，在功率半导体范畴锋芒毕露。

值得一提的是，碳中和相关方针正继续对第三代半导体开展带来春风，由于碳化硅和氮化镓都有助于进步能效，企业的投入志愿也在增强。12月8日，国家发改委等四部分印发的新方案提出，到2025年，数据中心和5G根本构成绿色集约的一体化工作格式。依据天风证券的测算，若全球选用硅芯片器材的数据中心都晋级为氮化镓功率芯片器材，将削减30%-40%的动力糟蹋。而氮化镓现在现已在5G基站中运用，而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开展期，但一起也需求留意，工业仍处在初级阶段，全体规划较小，很多企业涌入，更要重视实践的商场需求。

国内探究“直道超车” 未来5年进入整合期

从工业链看，第三代半导体首要有衬底、外延、规划、制作、封测、运用等环节，现在国外的半导体公司仍占有中心位置，而面对确认的商场前景，国内的企业也蜂拥而至。

其间，LED工业集群是一支重要力气，由于在照明、显现等光电器材中，本来就需求运用氮化镓等资料，所以三安光电、华灿光电等企业现已具有资料和工艺的根底，以及相关出产的阅历，这是他们的优势。当然光电器材和功率IC之间的工艺差异显着，IC技能难度晋级，产线拓宽也存在着应战。

关于氮化镓的布局，华灿光电副总裁王江波向21世纪经济报导记者表明：“2020岁月灿光电募集约3亿元投向GaN电力电子器材范畴。电子电力器材与公司深耕的光电范畴运用商场有所不同，但资料体系类似，工艺制备方面有必定相通之处，电力电子器材产品工艺段更为杂乱，线宽操控和设备的要求更高。现在6英寸硅基GaN 电力电子器材工艺已通线，估计2022年推出650V cascode产品，2023年具有批量出产和代工才干。”

在未来的产品规划上，王江波表明，华灿光电不仅仅针对快充范畴，也会面向数据中心，电动轿车、通讯等范畴布局。

关于华灿光电而言，切入第三代半导体一方面是工业的横向拓宽，另一方面也契合公司探究高端化的道路；再看三安光电，地图愈加完善，除了氮化镓产线，本年长沙的碳化硅全工业链出产线一期投产。

LED之外，具有功率半导体阅历的企业们也在加快布局，比方闻泰科技，在氮化镓功率器材范畴一再落子并出货，旗下安世半导体也和轿车企业进行协作。国内功率半导体龙头华润微活跃布局第三代半导体，已有碳化硅产品量产，也研制了氮化镓器材。制作范畴，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商场。

一起，许多专心于做第三代半导体的国内公司也在生长中，比方氮化镓功率芯片范畴敏捷增加的英诺赛科；碳化硅范畴的根本半导体、天科合达、天岳先进、同光晶体等等，而且聚集在衬底环节的企业特别多。

和国外比较，国内企业仍存在距离，龚瑞骄告知记者：“榜首个是碳化硅的衬底，海外现在是6英寸转8英寸，国内现在是4英寸转6英寸，有很大距离；另一个海外商用碳化硅运用了MOS管，而国内还在运用二极管。”

有业内人士指出，碳化硅在我国100多个项目，几乎没有做车规级的，由于职业门槛很高，车规级和工业级、消费级比较，做可靠性试验的时刻彻底不一样，不是一个数量级，其表明：“消费级只需求几十小时，工业级要几百小时，而车规级要几千小时，由于坐上车，最重要的是安全，一个车厂要选用一个车规级的器材没有三五年是不可的。尽管国内的轿车厂也有跟一些企业协作，可是要长时间协作，国内的车厂选用的车规级的进口的器材、芯片都存在供给严重的问题。现在国内车厂的国产化有巨大的空间，咱们首要要和国外的车规级芯片、器材做到平等水平，在此根底上再去开展新的立异。”

在近年的科技博弈中，国内对半导体工业重视空前，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：“其实在弯道的时分跑快了简单摔跤，正确的做法是在直线的时分超车。现在国内是遍地的游击队，要直线超车就要打造军团，海外也是这么一个进程，有了本钱的支撑，可以把这些游击队整合起来，去完成直线超车。所以未来5年，我猜测是一个整合的进程。”

碳化硅整合氮化镓起步

尽管比较硅商场，第三代半导体的商场份额还很小，现在首要聚集在功率半导体等范畴，可是增加空间巨大。

龚瑞骄谈道，获益于新动力革新，下流的光伏、储能、新动力轿车以及工业自动化的迸发，功率半导体职业迎来了新的高景气周期，“整个功率半导体、别离器材和模块的商场规划将从2020年的204亿美元增加到2025年的274亿美元，宽禁带半导体的商场规划将从2020年的不到5%到达2025年的挨近17%。”

第三代半导体资料现在工业化首要会集在碳化硅和氮化镓两个方向，其间碳化硅运用已有十多年，工业化愈加老练。

“咱们猜测全球的SiC功率商场规划将从2020年的6.8亿美元增加到2025年的33.9亿美元，其间新动力轿车将成为最首要的驱动力，SiC将在主逆变器、OBC、DCDC中获得首要的运用，别的在车外的充电桩和光伏储能范畴有很大的运用。在这两年光伏储能范畴SiC会有加快的浸透，当然它和轿车商场仍是远远不能比。”龚瑞骄剖析道。

在全球碳化硅商场上，科锐、意法半导体、英飞凌、罗姆等一线厂商继续加码，并进入到工业链一体化竞赛的进程中。龚瑞骄谈道：“英飞凌、罗姆等等厂商都在向上游延伸，触及资料范畴，特别是对SiC衬底的抢夺。首要是根据以下两点原因，榜首是由于SiC衬底的高产品附加值，第二是由于SiC衬底的技能制程十分杂乱，它的晶体生长十分缓慢，也成为SiC晶圆产能的要害限制点。未来咱们以为获得一个SiC衬底的资源也会成为进入下一代电动车功率器材的进场门票。”

再看近年来鼓起的氮化镓商场，根据快充商场而兴起，这个赛道上既有纳微半导体等新式企业，也有PI等老牌公司。龚瑞骄表明：“GaN的商场还处于一个初期阶段，现在在消费商场快速起量，苹果本年推出了140瓦的GaN快充，咱们也以为GaN的确需求从消费电子做一个过渡，重复验证它的可靠性，然后树立一个产能和生态的格式，便利今后面向工业级以及车规级。别的GaN整个商场规划将会从2020年的4800万美元增加到2025年的13.2亿美元。除了消费电子，咱们以为它会有很大运用的产品是新动力轿车、电信以及数据中心。”

在他看来，跟着集成度的进步，氮化镓仍是IDM和笔直分工并存。IDM中，除了英诺赛科等极少数的草创企业，都是以传统大厂为主；在笔直分工范畴根本上都是草创企业，也成为职业要害的推动力。

不难看出，近5年内，第三代半导体规划将迎来数倍的扩张，这也体现在设备需求的增加上。设备龙头AIXTRON(爱思强)副总经理方剂文向21世纪经济报导记者表明：“不少客户在活跃扩产，全体来看，商场上第三代半导体等资料清晰增加，其间氮化钾、碳化硅，还有磷化铟三种资料增加最为显着。”

此外，方剂文还谈道，由于遭到全球工业链缺少的影响，现在相关设备的交给周期从6个月延伸至8-9个月左右，可是设备厂商全体产能足够。

本钱、良率、需求的多重应战

碳化硅有了十多年的运用开展，比较氮化镓更为老练，在和硅的竞赛中，由于器材自身的特性，碳化硅代替的工艺更便利，相对而言氮化镓难度更大。可是就在近两三年，氮化镓在快充这一赛道得到了验证，650伏快充这一消费级商场起来后，工业敏捷开端规划化，而不管良率进步仍是本钱下降都需求规划化来进行正循环。

由于硅工艺现已十分老练，在单个芯片本钱上具有优势，据了解，碳化硅或氮化镓的单个器材可以高达硅的4倍。“从轿车来说，单个的本钱或许高到两倍左右，可是(碳化硅)下降了体系性本钱，比方运用到轿车上可以减轻轿车相关组件的体积，进步功率，从而就可以缩小电池本钱，所以从整车体系看，本钱仍是下降的。”龚瑞骄向记者举例道。

可是关于第三代半导体企业而言，仍然面对本钱的应战，工业链的各个环节也在想方设法降本增效、进步良率，多位从业者向21世纪经济报导记者表明，跟着量产推动，本钱将会快速下降。

其间，设备商扮演着重要人物，“工业开展起来，最要害的便是要节约本钱，(碳化硅范畴)今日比较竞赛对手，爱思强有10%到15%的本钱优势，咱们估计在2023年还可以继续下降25%左右的本钱，”方剂文谈道，“在氮化镓范畴，咱们的出产本钱到2023年会继续下降20%到30%左右，咱们的产能也会进步20%到30%左右。”

这又和自动化产线休戚相关，众所周知硅芯片产线自动化程度现已十分高，产线上人力要素削减，可以全年无休工作，第三代半导体也将阅历这一进化进程。方剂文回忆道：“8年前就有客户表明，氮化镓资料十分好，可是没法用，由于其时产线还处在手艺作坊的做法。所以他们对咱们提出了设备自动化的要求，这样才干和现有的器材在工艺流程上进行竞赛。所以咱们很前期的时分就进行了氮化镓设备的研制，之后快充商场迸发，商场兴起。”

导入全自动化的出产形式后，第三代半导体能以更低的本钱进入商场，在方剂文看来，第三代半导体SiC和GaN是一个十分大的商场，在和硅直接做竞赛，这需求工业链上下流的合作，从Performance，到放量、终端客户验证都需求很好的合作，才干让SiC、GaN终究走量，进入工业化的进程。

在不少业内人士看来，第三代半导体在技能层面并没有太大瓶颈，国内外的试验室可以进行技能攻关，可是最要害的在于量产，这就触及团队的出产阅历、人才构成等要素。

出产之外，第三代半导体企业还面对着盈余、需求的检测，有工业链人士向记者表明：“功率器材生意很难做，有时甚至要倒贴。比方在不少商务合同中，假如呈现产品补偿的问题，功率器材企业还需求补偿客户丢失的赢利，而非器材自身的本钱，因而前端接受的危险较大，一些出资组织开端会优先选择封装环节企业来下降危险。”

因而，多位半导体资深人士也向记者谈道，关于新晋企业，必定要紧贴商场需求，不能仅仅出资驱动开展，更需求清晰出海口，进行差异化的工业竞赛。

“双碳”不断“焚烧” 巨子纷繁加码第三代半导体 短期恐有过剩危险

（文章来历：21世纪经济报导）