第三代半导体,不是你想的那么简单!

行业分析 | 发布于2020-09-08

9月8日,第三代半导体板块延续强势,乾照光电豫金刚石、聚灿光电涨停,涨幅20%,露笑科技涨停。那么如此火爆的第三代半导体到底是什么?有什么用途?有哪些公司是真正的受益标的?贝壳投研(ID:Beiketouyan)来看一下第三代半导体行业存在的一些确定性机会。 

一、第三代半导体行业概况 

1.什么是第三代半导体? 

第三代是指半导体材料的变化,从第一代、第二代过渡到第三代。 

第一代半导体材料锗以及硅,也是目前最大宗的半导体材料,成本相对便宜,制程技术也最为成熟,应用领域在资讯产业以及微电子产业。 

第二代半导体材料砷化镓以及磷化铟,主要应用在通讯产业以及照明产业。 

第三代半导体材料:以碳化硅以及氮化镓为代表,可应用在更高阶的高压功率元件以及高频通讯元件领域,是5G时代的主要材料。 

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 2.第三代半导体应用在哪些领域? 

GaN、SiC能过够大幅提升电子器件的高压、高频、高功率的工作特性,在军事、新能源、电动汽车等领域具有非常大的应用前景。碳化硅以及氮化镓虽然同为第三代半导体材料,但应用略有不同 

GaN:目前主要用于功率器件领域,未来在高频通信领域也将有极大应用潜力。未来当5G标准频率超过40GHz,砷化镓将无法负荷,必须采用氮化镓。 

SiC:目前主要用于高温、高频、高效能的大功率元件,具备耐高温、耐腐蚀、热稳定性好等优势。 

但是由于SiC成本高昂,目前第三代半导体主流还是氮化镓GaN。

第三代半导体主要应用于功率器件和射频器件,主要就是应用于大功率的功率半导体方面,市场规模还是相对偏小。而主流的存储、电路等手机芯片还是以硅为主,这也是目前市场规模最大的领域。 

3.第三代半导体的市场规模有多大? 

根据数据显示,到2020年底,全球SiC和GaN功率半导体的销售收入预计将从2018年的5.71亿美元增至8.54亿美元。未来十年的年均两位数增长率,到2029年将超过50亿美元。 

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 根据Yole数据,到2024年SiC功率半导体市场规模将增长至20亿美元,其中,汽车市场占SiC功率半导体市场比重到2024年预计将达50%。 

4.国内第三代半导体发展现状 

碳化硅(SiC)的衬底技术相对简单,国内已实现4英寸量产,已完成6英寸的研发。 

氮化镓(GaN)的制备技术有待提升,国内企业目前可小批量生产2英寸衬底,具备4英寸衬底生产能力,正在开发6英寸的样品。 

5.为什么说第三代半导体是中国大陆半导体的希望? 

第一,第三代半导体相比较第一代第二代半导体处于发展初期,国内和国际巨头基本处于同一起跑线。 

第二,中国有第三代半导体的应用市场,可以根据市场定义产品,而不是像之前跟着国际巨头做国产化替代。 

第三,第三代半导体难点不在设备、不在逻辑电路设计,而在于工艺,工艺开发具有偶然性,相比较逻辑芯片难度降低。 

第四,对设备要求相对较低,投资额小,国内可以有很多玩家。在资本的推动下,可以全国遍地开花,最终走出来几家第三代半导体公司的概率很大。 

二、第三代半导体产业链 

碳化硅和氮化镓是未来功率半导体的核心发展方向,英飞凌、ST等全球功率半导体巨头以及华润微、中车时代半导体等国内功率厂商都重点布局在该领域的研究。 

为了发展功率半导体,华为也开启了对第三代半导体材料的布局。华为旗下的哈勃科技在2019年8月份投资了山东天岳,持股10%,而山东天岳是我国第三代半导体材料碳化硅龙头企业,位于济南市槐荫区,目前还没有上市。 

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 (一)三安光电 

1.氮化镓业务:由全资子公司三安集成运营,2020年上半年收入3.75亿元,同比增长680.48%。砷化镓射频出货客户累计将近100家、氮化镓射频产品重要客户产能正逐步爬坡。 

2.碳化硅业务:三安光电在长沙设立子公司湖南三安从事碳化硅等化合物第三代半导体的研发及产业化项目,项目正处于建设阶段。 

(二)扬杰科技 

1.面向未来功率器件的中高端领域,储备硅基氮化镓技术和人才,完成了高压碳化硅产品的开发设计。 

2.扬杰科技产品包含碳化硅SBD、碳化硅JBS等。 

露笑科技 

露笑科技掌握制造碳化硅长晶炉的核心技术,与中科钢研等企业合作开发SIC衬底材料,并且正在募集资金投产。 

三、总结 

第三代半导体的风口来了,那么各怀心思蹭热点的现象也层出不穷。氮化镓(GaN),在应用上早已不是新鲜事,氮化镓(GaN)之所以被选出来作为半导体材料的初衷,为了蓝光LED而生。现在政策利好的第三代半导体,主要应用于射频、功率等领域,是一个升级的应用过程。所以,贝壳投研(ID:Beiketouyan)认为现在许多光电、LED企业是炒概念,还是要注意风险。(ty003)

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