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新能源“拱火”第三代半导体

发布时间:2021-12-15 17:00  作者:超毅电子  点击次数:
       近日,随着碳中和相关政策持续落地,第三代半导体(也称宽禁带半导体)的发展迎来东风,由于碳化硅和氮化镓都有助于提升能效,企业的投入意愿也在不断的增强。12月8日,国家发改委等四部门印发的新方案提出,到2025年,数据中心和5G基本形成绿色集约的一体化运行格局。
 
       根据专业人士的估算,若全球采用硅芯片器件的数据中心都升级成为氮化镓功率芯片器件,将减少30%-40%的能源浪费。而氮化镓目前已经在5G基站中使用,并且不少企业正在布局数据中心的氮化镓电源产品。
 
       因此,尽管跟现在设备抢手和供应链短缺大环境有关,但是第三代半导体市场的火热可见一斑。近日,一家LED供应链人士表示:“现在越来越多的企业在布局第三代半导体公司,购置相关设备都比较紧张。”
 
 超毅电子布局第三代半导体
 
国内探索能否“弯道超车”?
 
       从产业链看,第三代半导体主要有衬底、外延、设计、制造、封测、应用等环节,目前国外的半导体公司仍占据核心地位,而面对确定的市场前景,国内的企业也蜂拥而至。
 
       但要和国外相比,国内企业仍然存在很多差距,首先是碳化硅的衬底,海外目前是6英寸转8英寸,国内现在只能达到4英寸转6英寸,有很大差距;另一个是海外商用碳化硅使用了MOS管,而国内还在使用二极管。
 
       而且碳化硅在中国有100多个项目,几乎没有做车规级的,因为行业门槛很高,车规级和工业级、消费级相比,做可靠性实验的时间完全不是一个数量级的。因为坐上车,最重要的是安全,一个车厂要采用一个车规级的器件没有三五年是不行的。
 
       虽然国内的汽车厂也有跟一些企业合作,但是要长期合作,国内的车厂采用的车规级的进口的器件、芯片都存在供应紧张的问题。现在国内车厂的国产化有巨大的空间,我们首先要和国外的车规级芯片、器件做到同等水平,在此基础上再去发展和创新。
 
 超毅电子布局第三代半导体
 
碳化硅整合,氮化镓起步
 
       虽然相比硅市场,第三代半导体的市场份额还很小,现在主要聚焦在功率半导体等领域,但是增长空间巨大。目前产业化主要机种在碳化硅和氮化镓两个方向,其中碳化硅应用已有十多年,产业化更加成熟。
 
       据相关人士预测,全球的SiC功率市场规模将从2020年的6.9亿美元增长到2025年的33.9亿美元,其中新能源汽车将成为最主要的驱动力,SiC将在主逆变器、OBC、DCDC中取得主要的应用,另外在车外的充电桩和光伏储能领域有很大的应用。
 
       再看今年来兴起的氮化镓市场,基于快充市场而崛起,这个赛道上既有新兴企业,也有老牌公司。氮化镓的市场目前还处于一个初级阶段,目前在消费市场快速起量,例如苹果今年推出了140瓦的GaN快充,预计氮化镓整个市场规模会从2020年的4800万美元增长到2025年的13.2亿美元。
 
       不难看出,近5年内,第三代半导体规模将迎来数倍的扩张,这也体现在设备需求的增长上,不少的厂商都在积极扩产。整体来看,市场上第三代半导体等材料明确增长,其中氮化镓、碳化硅是增长最为明显的。
 
 
 超毅电子布局第三代半导体
 
成本、良率、需求的多重挑战
 
       碳化硅有了十多年的应用发展,相比氮化镓更为成熟,在和硅的竞争中,由于器件本身的特性,碳化硅替代的工艺更方便。但就在近两三年,氮化镓在快充这一赛道得到了验证,产业迅速开始规模化,而不论良率提升还是成本下降都需要规模化来进行正循环。
 
       由于硅的工艺已经非常成熟,在单个芯片成本上具有优势,碳化硅或氮化镓单个器件成本可高达硅的4倍,车规级可能高到2倍左右。但是碳化硅或氮化镓降低了系统性成本,比如可以减轻汽车相关组件的体积,提高效率,进而可以缩小电池成本,所以从整车系统看,成本还是下降的。
 
       同时芯片的应用还和自动化产线息息相关,只有导入全自动化的生产模式后,第三代半导体才能以更低的成本进入市场。要和硅芯片直接竞争的话,需要产业链上下游的配合,从性能、放量、终端客户验证都需要很好的配合,才能让第三代半导体进入产业化流程。
 
       生产之外,第三代半导体企业还面对着盈利、需求的考验,有产业链人士表示:“功率器件生意很难做,有时甚至要倒贴,比如在不少商务合同中,如果出现产品赔偿的问题,功率器件企业还需要赔偿客户损失的利润,而非器件本身的成本。”
 
 超毅电子布局第三代半导体
 
       在半导体元器件领域,超毅电子拥有21年销售经验,是亿光21年授权代理商,深受客户信赖,销售包括LED、光电耦合器、SiC功率器件、保护器件在内的全系列半导体元器件产品,欢迎各大应用厂商前来咨询。
 
 
 

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