第三代半导体应用爆发趋势下,产业落地不能缺少这股力量

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“以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体将迎来应用大爆发。”

不久前,达摩院在《2021十大科技趋势》中将第三代半导体应用爆发放在第一大趋势,或是凸显第三代半导体应用趋势。

事实上,以第三代半导体器件为核心之一的功率器件的景气度在2020年Q3已现端倪。明显的表现就是全球功率器件掀起“缺货涨价”潮,有分析师指出,“2020年Q3,功率半导体器件进入了量价齐升、相关品类紧缺导致价格狂飙的库存周期。”

在功率器件量价齐升的背景下,本土第三代半导体厂商想加快产业落地,少不了“资本”这个背后的重要推手。

大势所趋

近年来,随着材料生长、器件制备等技术的不断突破,第三代半导体的性价比优势逐渐显现并正在打开应用市场。

根据达摩院发布的《2021十大科技趋势》预测的第一大趋势是“以氮化镓、碳化硅为代表的第三代半导体迎来应用大爆发”。

趋势预测背后有其事实依据支撑。“在我们在朝着高度智能化社会发展的过程当中,传统的半导体硅材料,由于自身材料的局限性,已经不能满足如人工智能, 数据中心、5G等新产业发展的需求,这些新的产业需要效率更高,体积更小,更加节能的半导体材料。”英诺赛科销售副总裁陈钰林向集微网指出,这就是第三代半导体材料。

发展趋势与行业发展周期密不可分。“半导体有其内在的投资周期,以第三代半导体为例,它的发展是内嵌在朱格拉周期(设备投资周期),也就是背后的产业升级这10年大周期,同时它也处于国产替代周期叠加5G、新能源等新事物发展的5年创新周期和功率半导体这个大品类的库存周期。”方正证券科技行业首席分析师陈杭向集微网表示。

对于功率器件库存周期的具体情况,陈杭补充到:“全球半导体自20Q3末开始进入被动补库存阶段,全球开始恐慌性缺货,并带来涨价预期,与16Q3~18Q1的全球半导体景气周期以存储涨价为主导不同,本轮20Q4~22Q1是以功率/八寸片涨价拉动到全产业链涨价。”

业内人士认为,未来几年,基于第三代半导体材料的电子器件将广泛应用于5G基站、新能源汽车、特高压、数据中心等场景,第三代半导体的发展已成大势所趋。

产业落地

事实上,在第三代半导体起势之际,已有部分企业率先“尝鲜”。陈钰林表示,“无论在消费、工业还是汽车领域,氮化镓都已有了成熟应用的案例。在快充和激光雷达领域,氮化镓已经实现了千万级别的出货,英伟达在新一代人工智能处理器主板上也使用了100伏的低压氮化镓电源模块。”

具体性能差异上,他分析到,“当前,我们氮化镓第一代产品的导通阻抗比硅器件有2倍的优势,开关速度已经比硅器件有15倍的优势,系统的功率密度可以提高2倍。”

随着后期产品不断的更新迭代,氮化镓产品的优势会越来越大,所以可以预期在不远的未来,GaNFET可以在众多领域取代MosFET,成为功率半导体的新主流。

而另一个关键材料碳化硅,用其制造的元器件也已应用于汽车逆变器、工业逆变器等方面。自特斯拉在引入碳化硅MOSFET到主驱上并迅速量产后,国内新能源汽车也开始跟进,且得到了市场的广泛接受。

新能源汽车与碳化硅的发展相互促进,因此,新能源汽车也被认为是碳化硅器件的“杀手级应用”。

目前,整车厂及Tier1积极引入SiC器件,博格华纳、欣锐科技、吉利汽车、大众及BYD等企业布局OBC领域,特斯拉、丰田、本田、BYD,吉利及蔚来等企业积极布局主驱,而DC-DC领域主要有欣锐科技、特斯拉、吉利汽车、BYD等公司。

整体来看,国内的5G、新能源汽车等新兴产业发展很快,在个别企业“尝鲜”后,这些领域将会有越来越多的玩家进入。这将大力推动第三代半导体实际应用落地。

资本推动

在应用端的火热表现,也点燃了功率器件厂商对第三代半导体的追捧热情。

在产业链上游方面,去年8月,天科合达自筹资金新建一条400台/套碳化硅单晶生长炉及其配套切、磨、抛加工设备的碳化硅衬底生产线,建成后可年产碳化硅衬底12万片。在氮化镓方面,英诺赛科两年内将建成8英寸第三代化合物半导体硅基氮化镓大规模量产线,投产后三年将年产78万片功率控制电路及半导体电力电子器件。

在设计、制造封测等方面,斯达半导拟投资建设年产8万颗车规级全碳化硅功率模组生产线和研发测试中心,项目将按照市场需求逐步投入。

芯聚能总裁周晓阳向集微网透露,“芯聚能自主开发的SiC车载主驱模块已通过主机厂性能测试,2021年的产能目标是超过3万块/月。”

类似的投产情况还在发生,国内的第三代半导体产业建设正如火如荼进行。众多企业追捧第三代半导体并加速产业落地的背后,其中关键的动力来源于资本这股隐秘的力量。

前不久,华为哈勃投资参投A轮的碳化硅材料厂天岳科技启动上市辅导。天眼查显示,天岳科技至今共完成四轮融资,投资方包括深创投、长江资本、哈勃投资以及大湾区共同家园发展基金等,其中,哈勃投资持股8.37%。

除此之外,A股已有闻泰科技(安世)、扬杰科技、斯达半导、赛微电子、露笑科技和士兰微等一批优秀的上市公司,而比亚迪半导体、中车电气这两家IDM模式的公司目前也正排队IPO。

其中,比亚迪半导体的融资速度有目共睹,这也反映出资本对第三代半导体产业的投资热度。有参与投资机构表示,“我们也参与投资了几千万,投它的一个主要原因也是看好它的产业能真正落地,希望用资本帮助它早日投产。”

值得一提的是,除上述公司外,上海瞻芯、基本半导体、森国科和上海瀚薪等尚未上市的公司也备受投资机构的青睐。其中,上海瀚薪近一年内完成两轮融资,第二轮更是由国家集成电路基金的子基金—上海半导体装备材料产业投资基金领投。

正如上海瀚薪董事长徐菲所言,同海外的竞争对手相比,无论是在产品品类、质量还是在产品线规划上,我们与海外企业相差并不大,有望在第三代半导体这个领域实现超车。因此,在第三代半导体产业化落地进一步加快关键时刻,背后的资本力量更不可或缺。

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