大圣配资:解密第三代半导体材料:华为小米紧追,突破欧美锁喉的新武器

2020-09-05  
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来源:核心内容

今天,a股半导体材料行业彻底爆炸,这是在昨晚美国股市的“午夜恐慌”急剧下降之后!

探索a股半导体概念股难以承受外盘影响的原因,是昨晚将“第三代半导体材料”一词推入人们视野的政策新闻。

《证券时报》报道称,根据权威消息来源,其为我国正计划把大力支持发展第三代半导体产业,写入正在制定中的“十四五”规划,并计划从2021年到2025年在教育、科研、开发、融资、应用等方面大力支持第三代半导体产业的发展,以实现独立。

第三代半导体的概念可能让人觉得奇怪,但事实上,就在今年,两种典型的第三代半导体材料已经进入日常生活,引起了市场的热情:

今年2月13日,小米发布了氮化镓充电器Type-C 65W,以小尺寸、高效率为卖点,在销售的第一天就销售一空。小鹏,宁德时代,理想,威来…各大品牌的新能源汽车越来越普遍,而在电动汽车的车载充电系统、主驱系统中,碳化硅材料的应用屡见不鲜

即使你不知道“第三代半导体”的明确定义,从这些现象中不难知道,在面向未来的电力电子和新能源领域,互联网和计算机产业在20世纪50年代方兴未艾,硅基芯片成为打开“地球村”的金钥匙。2020年,站在一个新的时间节点,5G,新能源,光电子.已经成为全球关注的新趋势。市场敏锐地注意到,这一次,第三代半导体材料将成为开启世界工业革命的关键。

第三代半导体材料市场正在蓬勃发展

第三代半导体材料市场正在蓬勃发展

今年2月13日,小米发布了氮化镓充电器C-65W,在销售的第一天就销售一空,这可以看作是氮化镓充电市场引爆的一个信号。在接下来的几个月里,主要制造商纷纷效仿,将“氮化镓”和“快速充电”的概念作为他们的卖点。

▲小米发布氮化镓充电器C-65W

今年以来,新能源汽车优惠政策频频出台,伴随而来的是小鹏、宁德时代、理想、威来等电动汽车品牌日益频繁地出现在人们的视野中。另一种代表性的第三代半导体材料,碳化硅,倍增了这种“东风”。

由碳化硅制成的汽车电子动力装置可以降低汽车充电系统和主驱动系统的能耗,这与“新能源”的市场需求相吻合。氮化镓、碳化硅这一类非纯硅、以“抗高压、抗高温、抗辐射、能承受大功率”为特性的半导体材料正日渐兴起

碳化硅是5G芯片最理想的衬底,除了用于制造汽车的电力电子器件。在过去的一两年里,5G建设已经成为一股热潮。今年6月6日,中国大厦副总经理张权表示,中国大厦已建成25.8万个5G基站,共享率达97%。从某种意义上说,

第三代半导体材料的流行也反映在股票市场上。第十四个五年计划将突出第三代半导体材料的消息一出来,第三代半导体市场将增添热量。

今天早上股市开盘,几家第三代半导体材料公司的股价相继上涨。例如按照汽车终端市场计算,到2022年,碳化硅总市场容量有望超过10亿美元。

9月4日上午,第三代半导体概念股股价上涨(来源:上海证券报)

目前,中国第三代半导体产业建设也在增加。今年7月20日,投资160亿元、占地1000亩的“三安光电第三代半导体工业园”在长沙高新区开工建设。该工业园区主要用于建设具有自主知识产权的碳化硅衬底、外延、芯片和封装行业的生产基地,还将建设中国第一条碳化硅生产线。碳化硅晶片就是5G基站的心脏。

▲三安光电股份有限公司签署《项目投资建设合同》

5G的公告表明,智能交通和新能源已经成为全球发展方向,而碳化硅和氮化镓的市场潜力还远未得到充分挖掘。

根据市场分析机构CCID Consulting的统计,2019年,氮化镓在射频器件领域占30%以上,氮化镓的市场规模约为5.6亿美元;到2025年,氮化镓在射频器件中的比例预计将超过50%,

今天信息产业的基石仍然是硅基芯片。根据市场分析机构未来工业研究所的统计,硅材料占全球晶圆材料市场的95%,其重要性不言而喻。

乾照光电收获20%涨停,聚灿光电、易事特等涨超10%。

就像最初的移动通信趋势一样,以直接带隙和优越光电性能为特征的第二代半导体材料成为了一股热潮;如今,第三代宽带隙、耐高温、抗辐射、耐高压的半导体材料满足了5G通信、新能源和光电转换的市场需求,市场热度日益增加。

第三代半导体材料应用领域比较

在第三代半导体材料中,碳化硅和氮化镓技术相对成熟,已成为市场布局的重点,而金刚石、氧化锌和氮化铝等其他材料仍处于研究的初级阶段。

第三代半导体材料一般具有宽带隙(带隙宽度Eg2.3eV)、高击穿电场、高电子饱和速度和抗辐射的特性。其中,大于2.3eV的带隙是第三代半导体材料最典型的特征,也是碳化硅和氮化镓的某些性能优于硅材料的主要原因。

▲第三代半导体材料性能参数的比较

带隙的大小主要与半导体的能带结构(即晶体结构和原子键合性质等)有关。)。一般来说,宽带隙半导体材料比硅材料具有更高的临界雪崩击穿电场强度和载流子饱和漂移速度、更高的热导率和载流子迁移率,并且差别很小,这意味着宽带隙半导体材料比硅材料具有更强的耐高压性、导热性、热稳定性和抗辐射性。

除了带隙之外,碳化硅和氮化镓在其他材料性能上也存在一些差异,这导致氮化镓和碳化硅在应用领域上的侧重点不同。

具体来说,碳化硅材料具有较高的热导率,在1200伏以上的大功率、高温、大功率领域,如智能电网、交通运输、新能源汽车、光伏、风力发电等领域具有较大的应用潜力;

氮化镓材料具有高电子迁移率,适用于1000伏以下的高频和小功率领域。主要应用方向有射频、光电子学和功率电子器件。

与硅材料相似,碳化硅和氮化镓材料的产业链可以分为以下几个环节:衬底、外延片和器件制造。

这也意味中国迈出了第三代半导体材料“全自研”过程中的的一步。

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目前,第三大半导体材料市场呈现出美国、日本和欧洲玩家的领先格局。以碳化硅为例,美国是世界上最大的,占全球碳化硅产量的70 ~ 80%;欧洲拥有完整的碳化硅衬底、外延晶片、器件和应用产业链,而日本在设备和模块开发方面处于领先地位。相比之下,中国的第三代半导体产业略显薄弱,在技术领先程度和市场份额方面落后。

然而,

第三代半导体材料之星:碳化硅和氮化镓

但实际上,最初晶体管并不是用硅材料制造的;而近些年来,对非硅基、非纯硅半导体材料的探索也从未停止。

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其次,第三代半导体材料或成国产化重要抓手

比较了国内外碳化硅晶片制造技术。2018年,中国领先的碳化硅材料供应商田可·何达实现了6英寸碳化硅晶片的大规模生产;2019年10月,美国领先的碳化硅生产商Cree完成了8英寸碳化硅晶片样品的制备。相比之下,两代人在技术上的差异并不大。

另外,第三代半导体材料仍有望成为我国半导体产业链国产化的重要抓手。。据赛迪咨询公司统计,2019年中国第三大半导体器件市场将达到近些年来,中国的对半导体产业链的重视亦已凸显,不论是新基建对5G、集成电路的重视,还是两期国家大基金的成立,都为芯片产业提供了土壤,也将惠及半导体材料的创新。,预计到2022年将超过尽管我国在第三代半导体材料的布局方面稍显落后,但并未遭遇“卡脖子”的情况。。消费市场的热度背后是整个第三代半导体产业链上下游之间的积极联系。我国第三代半导体器件市场有着巨大的增长空间,或能成为倒逼上游材料发展的一大动力

氮化镓材料产业链,衬底材料厂商包括苏州纳维和东莞中加;外延企业包括詹静半导体和江苏能化;器件制造领域,围裙半导体,硅等。

86.29亿元,增长率为99.7%

608.21亿元,增长率为78.4%

如前所述,硅材料约占全球晶圆材料市场的95%,而硅材料占全球晶圆材料市场的95%

随着全球通信和新兴电子技术的发展,第三代半导体材料的市场需求将继续增长。尽管其市场份额不到5%,但从另一个角度来看,它也代表着第三大半导体材料市场是一片具有巨大潜在增量空间的蓝海。

此外,对于整个芯片产业链来说,基于硅材料的摩尔定律是一把悬在顶端的利剑,而半导体材料的创新是行业解决这一隐患的出口之一。

对于中国来说,大力发展第三代半导体材料产业还有另一层含义。在中美贸易摩擦中,美国的禁令卡住了中国芯片产业链的咽喉,这也显示了关键技术“自主控制”的重要性。从这个角度来看,第三代半导体材料的突破可能是中国集成电路产业“在角落里赶超”的一个强有力的起点。



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