第三代半導(dǎo)體迎來新機(jī)遇,屬于中國的第三代半導(dǎo)體時(shí)代到來了?
近一段時(shí)間,芯片連續(xù)霸屏 A 股,不少目光更是聚焦在了第三代半導(dǎo)體身上。實(shí)際上,在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)被納入 " 十四五 " 規(guī)劃后,半導(dǎo)體發(fā)展就成為今年的關(guān)鍵詞。一級(jí)市場(chǎng)上,創(chuàng)投機(jī)構(gòu)紛紛加碼。
信息通訊技術(shù)專家周太平對(duì)《科創(chuàng)板日?qǐng)?bào)》記者表示,第三代半導(dǎo)體技術(shù)的重要性不言而喻,它推動(dòng)著社會(huì)從信息社會(huì)向智能社會(huì)發(fā)展。
" 國內(nèi)第三代半導(dǎo)體企業(yè)多為中小微企業(yè),技術(shù)水平可能國際領(lǐng)先,市場(chǎng)前景不可估量,但是要想占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo),特別是與國際巨頭企業(yè)競(jìng)爭(zhēng),還需政策和資本的保駕護(hù)航。" 周太平稱。
而在半導(dǎo)體領(lǐng)域火熱的背后,6 月 21 日,高瓴資本罕見路演。在路演中,高瓴資本認(rèn)為,集成電路、半導(dǎo)體是賽道最長、機(jī)會(huì)最多、對(duì)投資金額的要求可能也最高的賽道,具體可以分為車載半導(dǎo)體、高性能計(jì)算半導(dǎo)體和功率半導(dǎo)體三大方向。
" 在半導(dǎo)體領(lǐng)域,中國公司未來有能力做成千億甚至萬億級(jí)獨(dú)角獸的機(jī)會(huì)。" 高瓴資本說到。據(jù)悉,此次高瓴發(fā)起科技賽道專項(xiàng)基金,主要投資半導(dǎo)體、前沿科技、新能源、智能硬件等領(lǐng)域。
半導(dǎo)體是指常溫下導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體與絕緣體之間的材料。第一代半導(dǎo)體材料主要是指硅、鍺元素半導(dǎo)體材料。第二代半導(dǎo)體材料主要是指化合物半導(dǎo)體材料,如砷化鎵、銻化銦。
第三代半導(dǎo)體,被業(yè)內(nèi)譽(yù)微電子產(chǎn)業(yè)的“新發(fā)動(dòng)機(jī)”,主要包括目前即將成熟應(yīng)用的碳化硅、氮化鎵。
6月中旬,第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(以下簡(jiǎn)稱“聯(lián)盟”)在最新發(fā)布的《第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告2020》(以下簡(jiǎn)稱“報(bào)告”)中表示,以碳化硅和氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體在新能源汽車、5G、光伏發(fā)電、快充等領(lǐng)域不斷取得突破,2020年全球第三代半導(dǎo)體市場(chǎng)總體保持增長態(tài)勢(shì)。
據(jù)其統(tǒng)計(jì),由于5G基站、新能源、快充市場(chǎng)發(fā)展等原因拉動(dòng),去年我國第三代半導(dǎo)體碳化硅、氮化鎵電力電子和氮化鎵微波射頻市場(chǎng)總規(guī)模達(dá)到113億元,較2019年增長85%。“然而,不斷增長的市場(chǎng)規(guī)模并未對(duì)國內(nèi)產(chǎn)業(yè)形成有效拉動(dòng),國內(nèi)企業(yè)規(guī)模仍然較小,在新能源汽車、5G基站等關(guān)鍵市場(chǎng)超過八成的國內(nèi)市場(chǎng)份額主要被國際大廠占有?!甭?lián)盟在報(bào)告中指出。有半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上市公司相關(guān)人士亦向記者表示,“第三代半導(dǎo)體大家都在研發(fā)當(dāng)中,但是真正能夠大規(guī)模量產(chǎn)的并不多,目前大部分的量都是進(jìn)口國外的產(chǎn)品。”
第一代半導(dǎo)體是以硅材料為主,廣泛應(yīng)用在手機(jī)、電腦等領(lǐng)域,比如電腦的和手機(jī)的處理器都采用這種硅基的半導(dǎo)體技術(shù)。第二代半導(dǎo)體以砷化鎵、銻化銦為代表,主要是功率放大,用于衛(wèi)星通訊、移動(dòng)通訊、導(dǎo)航等領(lǐng)域。第三代半導(dǎo)體是以氮化鎵、碳化硅為代表的化合物半導(dǎo)體,主要應(yīng)用于光電子、電力電子和微波射頻,比如手機(jī)快充、新能源車、軌道交通、5G基站、航空航天等等。
國內(nèi)半導(dǎo)體生產(chǎn)企業(yè)華潤微(688396.SH)相關(guān)人士在接受記者采訪時(shí)表示,目前該公司也在布局第三代半導(dǎo)體,已經(jīng)推出了碳化硅二極管樣品。目前公司采用IDM的模式,也就是說在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈上覆蓋了設(shè)計(jì)、制造、封測(cè)等多個(gè)環(huán)節(jié)。
目前,第三代半導(dǎo)體功率器件發(fā)展方向主要有碳化硅和氮化鎵兩大方向,碳化硅和氮化鎵等第三代半導(dǎo)體因禁帶寬度和擊穿電壓高,在功率半導(dǎo)體領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力。碳化硅擁有更高的熱導(dǎo)率和更成熟的技術(shù),氮化鎵高電子遷移率和飽和電子速率、成本更低的優(yōu)點(diǎn),兩者的不同優(yōu)勢(shì)決定了應(yīng)用范圍上的差異。氮化鎵集中在600V以下領(lǐng)域,主要應(yīng)用于快充、電源開關(guān)、激光雷達(dá)、服務(wù)器電源等市場(chǎng);碳化硅用于1200V以上領(lǐng)域,主要應(yīng)用于電動(dòng)汽車、PFC電源、儲(chǔ)能、充電樁、軌道交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域。
與第一代和第二代半導(dǎo)體材料相比,它具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場(chǎng)、更高的熱導(dǎo)率、更大的電子飽和速度,更適合制作高溫、高頻、抗輻射及大功率器件,應(yīng)用前景和市場(chǎng)潛力巨大。
我國第三代半導(dǎo)體已列入2030年國家新材料重大項(xiàng)目七大方向之一,正處于研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵期。
根據(jù)規(guī)劃,到2025年我國將力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)第三代半導(dǎo)體技術(shù)在全球居于領(lǐng)先地位,產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到全球第一;到2030年全產(chǎn)業(yè)鏈達(dá)到國際先進(jìn)水平,核心器件國產(chǎn)化率超過70%。
從以上可以看出,第三代半導(dǎo)體是半導(dǎo)體行業(yè)未來市場(chǎng)的主流,有點(diǎn)像3G、4G、5G的進(jìn)階。近期半導(dǎo)體板塊的表現(xiàn)也是異常凌厲,但是股價(jià)的快速上漲并非可持續(xù)的。
“第一代和第二代半導(dǎo)體,尤其是在芯片領(lǐng)域,我國整體相較技術(shù)領(lǐng)先國家落后至少二十年,但第三代半導(dǎo)體材料發(fā)展,目前我國與國際巨頭公司差距可精確至5年左右?!彼谓苷J(rèn)為,近年來我國重視第三代半導(dǎo)體,加大相關(guān)研發(fā)投入,也是希望能借由這一路徑,盡快縮小與其他國家差距,實(shí)現(xiàn)換道超車。
第三代半導(dǎo)體材料主要有氮化鎵(GaN)、砷化鎵(GaAs)、碳化硅(SiC)等。宋杰博士介紹,氮化鎵領(lǐng)域目前以日本技術(shù)最為領(lǐng)先,而美國則在碳化硅方面發(fā)展得最好。
陳辰認(rèn)為:“日本一直有研發(fā)新材料的傳統(tǒng),日本科學(xué)家也是氮化鎵這一材料的“鼻祖”。據(jù)了解,2014年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng),正是授予了發(fā)明出藍(lán)色發(fā)光二極管的日本名城大學(xué)教授赤崎勇、日本名古屋大學(xué)教授天野浩和美國加利福尼亞大學(xué)圣巴巴拉分校教授中村修二這三位日本籍或日裔科學(xué)家。
國內(nèi)半導(dǎo)體的各大領(lǐng)域都有相應(yīng)的突破,可謂是越挫越勇。新的半導(dǎo)體市場(chǎng)格局也在逐漸成型。
很多企業(yè)正在改變思想觀念,從以前的“造不如買”到現(xiàn)在的“買不如造”,寧愿自己造也不希望過度從國外購買芯片。在力所能及的范圍內(nèi),將實(shí)現(xiàn)自主可控的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)。
國產(chǎn)半導(dǎo)體“新格局”正在發(fā)生改變,在新的格局下,國內(nèi)半導(dǎo)體會(huì)有越來越多的企業(yè)參與其中,也會(huì)減少對(duì)海外市場(chǎng)的依賴。
其實(shí)我國是具備國際半導(dǎo)體市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的,設(shè)備、材料、技術(shù)等等都有相應(yīng)的發(fā)展部署,而且還在不斷取得突破進(jìn)步。與其讓國外企業(yè)賺中國市場(chǎng)的錢,不如自己多加努力,把控自己的市場(chǎng),占據(jù)市場(chǎng)主動(dòng)權(quán)。
好的一方面是,中芯國際已經(jīng)在持續(xù)投入產(chǎn)能開支,中芯紹興項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn),今年也在28nm制程范圍內(nèi)提升產(chǎn)能。與此同時(shí)各大高校都在輸送源源不斷的人才隊(duì)伍,確保國內(nèi)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)有足夠的人才資源保障。國產(chǎn)半導(dǎo)體有非常大的潛力,大部分的芯片消費(fèi)市場(chǎng)都集中在中國,這促使許多海外的供應(yīng)商都向中國出售半導(dǎo)體設(shè)備。但是在美國的規(guī)則下,含有美國技術(shù)的供應(yīng)商產(chǎn)品,都無法順利出貨,必須獲得許可。