“以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體將迎來應(yīng)用大爆發(fā)。”
不久前，達(dá)摩院在《2021十大科技趨勢(shì)》中將第三代半導(dǎo)體應(yīng)用爆發(fā)放在第一大趨勢(shì)，或是凸顯第三代半導(dǎo)體應(yīng)用趨勢(shì)。
事實(shí)上，以第三代半導(dǎo)體器件為核心之一的功率器件的景氣度在2020年Q3已現(xiàn)端倪。明顯的表現(xiàn)就是全球功率器件掀起“缺貨漲價(jià)”潮，有分析師指出，“2020年Q3，功率半導(dǎo)體器件進(jìn)入了量?jī)r(jià)齊升、相關(guān)品類緊缺導(dǎo)致價(jià)格狂飆的庫(kù)存周期。”
在功率器件量?jī)r(jià)齊升的背景下，本土第三代半導(dǎo)體廠商想加快產(chǎn)業(yè)落地，少不了“資本”這個(gè)背后的重要推手。
大勢(shì)所趨
近年來，隨著材料生長(zhǎng)、器件制備等技術(shù)的不斷突破，第三代半導(dǎo)體的性價(jià)比優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)并正在打開應(yīng)用市場(chǎng)。
根據(jù)達(dá)摩院發(fā)布的《2021十大科技趨勢(shì)》預(yù)測(cè)的第一大趨勢(shì)是“以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體迎來應(yīng)用大爆發(fā)”。
趨勢(shì)預(yù)測(cè)背后有其事實(shí)依據(jù)支撐。“在我們?cè)诔叨戎悄芑鐣?huì)發(fā)展的過程當(dāng)中，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體硅材料，由于自身材料的局限性，已經(jīng)不能滿足如人工智能， 數(shù)據(jù)中心、5G等新產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，這些新的產(chǎn)業(yè)需要效率更高，體積更小，更加節(jié)能的半導(dǎo)體材料。”英諾賽科銷售副總裁陳鈺林向集微網(wǎng)指出，這就是第三代半導(dǎo)體材料。
發(fā)展趨勢(shì)與行業(yè)發(fā)展周期密不可分。“半導(dǎo)體有其內(nèi)在的投資周期，以第三代半導(dǎo)體為例，它的發(fā)展是內(nèi)嵌在朱格拉周期（設(shè)備投資周期），也就是背后的產(chǎn)業(yè)升級(jí)這10年大周期，同時(shí)它也處于國(guó)產(chǎn)替代周期疊加5G、新能源等新事物發(fā)展的5年創(chuàng)新周期和功率半導(dǎo)體這個(gè)大品類的庫(kù)存周期。”方正證券科技行業(yè)首席分析師陳杭向集微網(wǎng)表示。
對(duì)于功率器件庫(kù)存周期的具體情況，陳杭補(bǔ)充到：“全球半導(dǎo)體自20Q3末開始進(jìn)入被動(dòng)補(bǔ)庫(kù)存階段，全球開始恐慌性缺貨，并帶來漲價(jià)預(yù)期，與16Q3~18Q1的全球半導(dǎo)體景氣周期以存儲(chǔ)漲價(jià)為主導(dǎo)不同，本輪20Q4~22Q1是以功率/八寸片漲價(jià)拉動(dòng)到全產(chǎn)業(yè)鏈漲價(jià)。”
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，未來幾年，基于第三代半導(dǎo)體材料的電子器件將廣泛應(yīng)用于5G基站、新能源汽車、特高壓、數(shù)據(jù)中心等場(chǎng)景，第三代半導(dǎo)體的發(fā)展已成大勢(shì)所趨。
產(chǎn)業(yè)落地
事實(shí)上，在第三代半導(dǎo)體起勢(shì)之際，已有部分企業(yè)率先“嘗鮮”。陳鈺林表示，“無論在消費(fèi)、工業(yè)還是汽車領(lǐng)域，氮化鎵都已有了成熟應(yīng)用的案例。在快充和激光雷達(dá)領(lǐng)域，氮化鎵已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了千萬級(jí)別的出貨，英偉達(dá)在新一代人工智能處理器主板上也使用了100伏的低壓氮化鎵電源模塊。”
具體性能差異上，他分析到，“當(dāng)前，我們氮化鎵第一代產(chǎn)品的導(dǎo)通阻抗比硅器件有2倍的優(yōu)勢(shì)，開關(guān)速度已經(jīng)比硅器件有15倍的優(yōu)勢(shì)，系統(tǒng)的功率密度可以提高2倍。”
隨著后期產(chǎn)品不斷的更新迭代，氮化鎵產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)會(huì)越來越大，所以可以預(yù)期在不遠(yuǎn)的未來，GaNFET可以在眾多領(lǐng)域取代MosFET，成為功率半導(dǎo)體的新主流。
而另一個(gè)關(guān)鍵材料碳化硅，用其制造的元器件也已應(yīng)用于汽車逆變器、工業(yè)逆變器等方面。自特斯拉在引入碳化硅MOSFET到主驅(qū)上并迅速量產(chǎn)后，國(guó)內(nèi)新能源汽車也開始跟進(jìn)，且得到了市場(chǎng)的廣泛接受。
新能源汽車與碳化硅的發(fā)展相互促進(jìn)，因此，新能源汽車也被認(rèn)為是碳化硅器件的“殺手級(jí)應(yīng)用”。
目前，整車廠及Tier1積極引入SiC器件，博格華納、欣銳科技、吉利汽車、大眾及BYD等企業(yè)布局OBC領(lǐng)域，特斯拉、豐田、本田、BYD，吉利及蔚來等企業(yè)積極布局主驅(qū)，而DC-DC領(lǐng)域主要有欣銳科技、特斯拉、吉利汽車、BYD等公司。
整體來看，國(guó)內(nèi)的5G、新能源汽車等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，在個(gè)別企業(yè)“嘗鮮”后，這些領(lǐng)域?qū)?huì)有越來越多的玩家進(jìn)入。這將大力推動(dòng)第三代半導(dǎo)體實(shí)際應(yīng)用落地。
資本推動(dòng)
在應(yīng)用端的火熱表現(xiàn)，也點(diǎn)燃了功率器件廠商對(duì)第三代半導(dǎo)體的追捧熱情。
在產(chǎn)業(yè)鏈上游方面，去年8月，天科合達(dá)自籌資金新建一條400臺(tái)/套碳化硅單晶生長(zhǎng)爐及其配套切、磨、拋加工設(shè)備的碳化硅襯底生產(chǎn)線，建成后可年產(chǎn)碳化硅襯底12萬片。在氮化鎵方面，英諾賽科兩年內(nèi)將建成8英寸第三代化合物半導(dǎo)體硅基氮化鎵大規(guī)模量產(chǎn)線，投產(chǎn)后三年將年產(chǎn)78萬片功率控制電路及半導(dǎo)體電力電子器件。
在設(shè)計(jì)、制造封測(cè)等方面，斯達(dá)半導(dǎo)擬投資建設(shè)年產(chǎn)8萬顆車規(guī)級(jí)全碳化硅功率模組生產(chǎn)線和研發(fā)測(cè)試中心，項(xiàng)目將按照市場(chǎng)需求逐步投入。
芯聚能總裁周曉陽(yáng)向集微網(wǎng)透露，“芯聚能自主開發(fā)的SiC車載主驅(qū)模塊已通過主機(jī)廠性能測(cè)試，2021年的產(chǎn)能目標(biāo)是超過3萬塊/月。”
類似的投產(chǎn)情況還在發(fā)生，國(guó)內(nèi)的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)建設(shè)正如火如荼進(jìn)行。眾多企業(yè)追捧第三代半導(dǎo)體并加速產(chǎn)業(yè)落地的背后，其中關(guān)鍵的動(dòng)力來源于資本這股隱秘的力量。
前不久，華為哈勃投資參投A輪的碳化硅材料廠天岳科技啟動(dòng)上市輔導(dǎo)。天眼查顯示，天岳科技至今共完成四輪融資，投資方包括深創(chuàng)投、長(zhǎng)江資本、哈勃投資以及大灣區(qū)共同家園發(fā)展基金等，其中，哈勃投資持股8.37%。
除此之外，A股已有聞泰科技（安世）、揚(yáng)杰科技、斯達(dá)半導(dǎo)、賽微電子、露笑科技和士蘭微等一批優(yōu)秀的上市公司，而比亞迪半導(dǎo)體、中車電氣這兩家IDM模式的公司目前也正排隊(duì)IPO。
其中，比亞迪半導(dǎo)體的融資速度有目共睹，這也反映出資本對(duì)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的投資熱度。有參與投資機(jī)構(gòu)表示，“我們也參與投資了幾千萬，投它的一個(gè)主要原因也是看好它的產(chǎn)業(yè)能真正落地，希望用資本幫助它早日投產(chǎn)。”
值得一提的是，除上述公司外，上海瞻芯、基本半導(dǎo)體、森國(guó)科和上海瀚薪等尚未上市的公司也備受投資機(jī)構(gòu)的青睞。其中，上海瀚薪近一年內(nèi)完成兩輪融資，第二輪更是由國(guó)家集成電路基金的子基金—上海半導(dǎo)體裝備材料產(chǎn)業(yè)投資基金領(lǐng)投。
正如上海瀚薪董事長(zhǎng)徐菲所言，同海外的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手相比，無論是在產(chǎn)品品類、質(zhì)量還是在產(chǎn)品線規(guī)劃上，我們與海外企業(yè)相差并不大，有望在第三代半導(dǎo)體這個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)超車。因此，在第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化落地進(jìn)一步加快關(guān)鍵時(shí)刻，背后的資本力量更不可或缺。
