第三代半导体材料高速增长下

看中国力量如何加速“国产替代”

在近年来中美贸易摩擦升级的大背景下，我国不断加强掌握核心技术、加大自主创新的力度和决心，本土半导体企业也正加速“国产替代”。作为中国电子行业的优质展会，2020年e星球聚焦“中国力量”，届时E4主馆将汇聚众多优秀国产品牌，集中展示我国在半导体领域的强音科技。

半导体“皇冠上的明珠”，GaN、SiC助推国产崛起

由于起步较晚，过去数十年中国大陆半导体一直处于追赶欧美日韩的状态。伴随着国家相关政策的出台和地方政府的扶持，本土半导体企业不断努力缩短这段差距。与此同时，随着第三代半导体材料在近年来展露出广阔的前景，让我国本土企业看到了做大做强、加速“国产替代”的契机。

作为半导体产业发展的基础，第三代半导体材料因具备禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速度高、介电常数小等优秀特质而前景广阔。而SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓）无疑是半导体产业皇冠上最耀眼的两颗明珠，尤其在行业对半导体器件微型化、导热性的要求越来高的情况下，以SiC和GaN为代表的第三代半导体材料的市场需求随之“水涨船高”。

图源：ofweek

电动汽车蓬勃发展，SiC应用前景广阔

泰科天润半导体是我国SiC功率器件产业化的倡导者之一，同时也是国内首家第三代半导体材料碳化硅器件制造与应用解决方案提供商。公司旗下产品线涉及基础核心技术产品、碳化硅成型产品以及多套行业解决方案，基础核心产品以碳化硅肖特基二极管为代表。其中，600V/5A～50A、1200V/5A～50A和1700V/10A等系列的碳化硅肖特基二极管产品已投入批量生产，品质达到比肩国际同行业的先进水平。

今年早些时候，三峡建信、广发乾和和拓金资本完成对泰科天润近亿元的C轮投资。几家资本大力进入碳化硅产业，与泰科天润一同推动国产碳化硅功率器件在工业各领域的进程，加快碳化硅功率器件的产业化步伐。

除此之外，基本半导体、扬杰科技也是国内SiC功率器件产业的佼佼者。前者于今年初正式发布了国内首款拥有自主知识产权的工业级碳化硅MOSFET，产品各项性能达到国际领先水平，目前公司正不断提速车规级碳化硅功率器件的研发和测试；后者作为功率器件领域的后起之秀，依托“内生+外延”的发展路径，持续推进第三代宽禁带半导体碳化硅项目的研发及产业化。值得一提的是，这些企业都将以展商的身份悉数亮相2020慕尼黑上海电子展，期待他们带来的SiC领域的最新技术资讯吧！（图源：eefocus）

国内5G需求渐涨，GaN功率器件迎转机

据拓墣产业研究院预测，2019-2020年5G网络的实施将接棒推动GaN市场增长。以GaN放大器为例，预计2019年中国基站端GaN放大器将同比增长71.4%，在可预见的2020年5G建设将迎来爆发，基站端GaN放大器市场规模达32.7亿元。预计到2023年基站端GaN放大器市场规模达121.7亿元。

当前，全球基站端射频器件的供应商以IDM企业为主，主要有住友电工SEDI 、Infineon、Wolfspeed、Qorvo、MACOM、Ampleon和RFHIC等。其中，住友电工和Cree是全球GaN射频器件行业的龙头企业，市场占有率均超过30%，其次为Qorvo和MACOM。

除了实力强劲的欧美日韩半导体企业之外，在GaN领域也不乏表现突出的国产玩家，中晶半导体正是其中之一。该公司成立于2010年，主要以HVPE设备等系列精密半导体设备制造技术为支撑，以GaN衬底为基础重点发展Mini/MicroLED外延、芯片技术。同时，中晶半导体以GaN衬底材料技术为基础，孵化VCSEL、电力电子器件、化合物半导体射频器件、车灯封装模组、激光器封装模组等国际前沿技术，并进行全球产业布局。（图源：jmtv）

三安集成成立于2014年，其母公司三安光电是一家LED外延芯片龙头企业。三安集成是涵盖微波射频、高功率电力电子、光通讯等领域的化合物半导体制造平台，具备衬底材料、外延生长、以及芯片制造的产业整合能力，拥有大规模、先进制程能力的 MOCVD 外延生长制造线。

今年3月底，美的集团宣布与三安集成电路战略合作，双方将共同成立“第三代半导体联合实验室”，共同推动第三代半导体功率器件的创新发展，加快国产半导体器件导入白色家电行业。目前，三安集成已小批量生产砷化镓、氮化镓和碳化硅产品，并陆续投用市场。

当前我国5G处于世界领先水平，对于本土半导体企业而言亦是一次契机。以GaN功率器件为突破口，抓住我国5G建设窗口给企业提供的巨大机遇，联合产业链上下游一同突破，争取在未来5G真正到来之际占据一席之地。尽管赶超欧美日韩并非一朝一夕之功，但千里之行始于足下，目前我们已然看到了“星星之火”。

除了上述提到的5G领域外，自驾车光达(LiDAR)、资料中心伺服器、电动车以及电源供应等，亦是GaN功率半导体极具潜力的应用领域。不过需要指出的是，和硅功率半导体高达328亿美元的产值比起来，当前的GaN功率市场规模仍不免偏小。