第三代半导体的市场份额不到10%,还需要继续攻坚和培育

日期:2021-07-08     来源:半导体产业网    
核心提示:尽管目前国内第三代半导体在规模和技术方面发展迅速,但和国际上的主要公司相比仍然有不小差距。与国际企业相比,我国第三代半导体产业规模仍然较小,企业优势不明显。
半导体产业发展至今经历了三个阶段,第一代半导体材料以硅为代表,第二代半导体材料砷化镓也已经广泛应用,而以氮化镓和碳化硅、氧化锌、氧化铝、金刚石等为代表的第三代半导体材料。相较前两代产品性能优势显着,凭借其高效率、高密度、高可靠性等优势,在新能源汽车、通信以及家用电器等领域发挥重要作用,成为业内关注的新焦点。

常见的第三代半导体材料包括:碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、金刚石、氧化锌、氮化铝等。其中,从SiC和GaN技术发展相对成熟,已经开始产业化应用,而金刚石、氧化锌、氮化铝等材料尚处于研发起步阶段。

在全球科技的博弈下,大众对于半导体的认知更深入,今年普及的热门领域是材料学的第三代半导体。作为半导体产业链中的新机遇,第三代半导体受到热捧,国内各省市也纷纷加速布局,推动产业发展,长三角和珠三角仍是实力雄厚的两大区域。各地争先规划的背后,是对半导体产业的重视和新突破点的筹谋。一方面,第三代半导体产业市场正在加速潜行,第三代半导体产业技术创新战略联盟(CASA)发布的《第三代半导体产业发展报告(2020)》指出,未来5年将是第三代半导体产业发展的关键期,全球资本加速进入第三代半导体材料、器件领域,产能大幅度提升,企业并购频发,正处于产业爆发前的“抢跑”阶段。
 
另一方面,第三代半导体的需求在持续爆发,应用场景包括5G基站中的功率放大器、5G通信电源;新能源汽车逆变器、以及充电桩电源模块;数据中心和工业互联网中的服务器电源;特高压、轨道交通的电源;手机快充等等。根据Yole和Omdia数据,到2020年底,碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)功率半导体的全球市场将增长到8.54亿美元,SiC电力电子市场规模约为7.03亿美元,GaN电力电子市场规模约为1.51亿美元。到2025年SiC电力电子市场规模将超过30亿美元,GaN电力电子器件市场规模将超过6.8亿美元。

全球 SiC产业格局呈现美国、欧洲、日本三足鼎立态势。其中美国全球独大,全球SiC产量的70%~80%来自美国公司,典型公司是Cree、Ⅱ-Ⅵ;欧洲拥有完整的SiC衬底、外延、器件以及应用产业链,典型公司是英飞凌、意法半导体等;日本是设备和模块开发方面的领先者,典型公司是罗姆半导体、三菱电机、富士电机等。

尽管目前国内第三代半导体在规模和技术方面发展迅速,但和国际上的主要公司相比仍然有不小差距。与国际企业相比,我国第三代半导体产业规模仍然较小,企业优势不明显。根据CASA Research的不完全统计,截至2020年底,国内有超过170家从事第三代半导体电力电子和微波射频的企业(2018年这个数字尚不足100家),覆盖了从上游材料的制备(衬底、外延)、中游器件设计、制造、封测到下游的应用,基本形成完整的产业链结构。
 
在此同时,传统半导体企业依托资金、技术、渠道以及商业模式的优势,正在积极布局第三代半导体。比如去年有17家半导体企业陆续登陆科创板,其中有5家企业计划布局第三代半导体。当然,目前国产替代的过程也在加速,以华为为代表的应用企业调整供应链,使得国内企业获得了试用、改进的机会,国产器件逐渐导入终端产品供应链。国内第三代半导体企业抓住发展机遇,主动与下游应用企业开展合作,推动国产器件的快速应用。
 
因此,地方政府和企业们也在新赛道上提速卡位,不过需要指出的是,目前半导体市场90%仍然是以硅材料为代表的第一代半导体,第三代半导体的市场份额不到10%,和一代二代形成互补,还需要继续攻坚和培育。
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