氮化鎵突然火了，里面有哪些秘密與門道？

樹悲風(fēng) 2020-03-03

展開全文

在“科學(xué)”的林林總總細(xì)分領(lǐng)域中，每當(dāng)一個(gè)領(lǐng)域出現(xiàn)了足以打破原有假設(shè)或者法則的新學(xué)術(shù)成果，就會(huì)使人們對這一領(lǐng)域的基本認(rèn)知和大量理論作出顛覆性的改變，這被稱之為“范式轉(zhuǎn)移”。

例如，當(dāng)人類首次發(fā)現(xiàn)地球是圓的而不是平的之后，此前對于地球上所發(fā)生各種現(xiàn)象的理解就全部要重新考慮。

而在商業(yè)市場中，“范式轉(zhuǎn)移”的影響不僅在于理論認(rèn)知層面，更是總會(huì)催生新興市場。

同樣舉一個(gè)例子好了。

近段時(shí)間，“氮化鎵”概念股火熱，甚至出現(xiàn)了21支股票一夜之間市值暴漲292億的驚人景象。

OPPO、小米也先后發(fā)布了與基于氮化鎵的手機(jī)快充產(chǎn)品，還有爆料稱華為也在推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品落地。

雷軍在小米10發(fā)布會(huì)上是這么為氮化鎵充電器站臺(tái)的，“我以前是碼農(nóng)，當(dāng)時(shí)每天都背著筆記本電腦，最恨帶‘鐵疙瘩’充電器，又丑又大又重。看看今天的GaN充電器，唇膏大小，實(shí)在太方便。”

春江水暖鴨先知，氮化鎵的火熱究竟意味著什么？

蘋果小米康佳都在做，

氮化鎵究竟是個(gè)啥？

首先要講清楚，氮化鎵究竟是什么？

它是第三代半導(dǎo)體材料的代表，可應(yīng)用于光電、功率和射頻等多個(gè)領(lǐng)域，如在新能源汽車、5G基站、能源互聯(lián)網(wǎng)、半導(dǎo)體照明等行業(yè)產(chǎn)品上都有用武之地。

相較于第一代半導(dǎo)體材料硅、第二代半導(dǎo)體材料砷化鎵等，氮化鎵具備易散熱，體積小，損耗小，功率大等諸多優(yōu)點(diǎn)，被業(yè)內(nèi)寄予厚望。

2014年，日本名古屋大學(xué)教授赤崎勇、天野浩和美國加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校教授中村修二因?yàn)榘l(fā)明藍(lán)光LED而獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。

氮化鎵就是推動(dòng)這個(gè)藍(lán)光LED發(fā)展的重要新型材料，它在科研學(xué)術(shù)界的地位由此可見一斑。

一個(gè)更加直觀的例子是，假如所有電器都換成氮化鎵材質(zhì)，整體用電量將會(huì)減少20%。

基于上述優(yōu)點(diǎn)，它還可以解決5G時(shí)代的智能科技硬件產(chǎn)品在節(jié)能、小型化、大功率等多方面的要求。

以氮化鎵在射頻領(lǐng)域的應(yīng)用為例。5G時(shí)代的核心是5G網(wǎng)絡(luò)，5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵在于5G基站的鋪設(shè)，射頻氮化鎵有著輸出功率更大、頻率特性更好、瞬時(shí)帶寬更大、體積更小等多方面的優(yōu)勢，是5G基站功率放大器等元器件的絕配。

再比如在無人車領(lǐng)域。

眾所周知，無人車需要激光雷達(dá)快速形成三維圖像或?yàn)橹車h(huán)境制作電子地圖，幫助汽車更全面地了解地形變化，才能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛。

換句話說，激光雷達(dá)就好比是無人車的眼睛。

基于氮化鎵場效應(yīng)晶體管的激光雷達(dá)，數(shù)據(jù)傳輸速度是目前激光雷達(dá)應(yīng)用中主流應(yīng)用的硅元素的100倍以上。

這意味著從圖像拍攝速度到照片銳度再到照片精準(zhǔn)度的全面大幅度提升，從而幫助提升無人駕駛系統(tǒng)具備更高的準(zhǔn)確性。

舉了這么多例子，不難看出，氮化鎵對于5G上下游產(chǎn)業(yè)有著舉足輕重的影響，所以它本身極具想象空間，說是5G時(shí)代的核心技術(shù)也不為過。

既然如此重要，

為什么能做的企業(yè)不多

其實(shí)，早在2016年的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“戰(zhàn)略性先進(jìn)電子材料”重點(diǎn)專項(xiàng)中，科技部就曾明確指出：

“針對5G通信需求，建立開放的工藝代工線，實(shí)現(xiàn)從高效率器件到超寬帶電路設(shè)計(jì)等系列自主可控的GaN基射頻器件和電路成套技術(shù)；實(shí)現(xiàn)GaN器件與電路在通信系統(tǒng)的應(yīng)用，推動(dòng)我國第三代半導(dǎo)體在射頻功率領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。”

盡管氮化鎵材料相關(guān)技術(shù)早已站上國家級(jí)戰(zhàn)略的政策風(fēng)口，但包括襯底、外延片、器件制造等在內(nèi)的氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈中，主流生產(chǎn)廠家仍然集中在歐洲國家及日本等。

究其原因，一方面在于，半導(dǎo)體材料是一個(gè)技術(shù)密集型的高精尖產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，技術(shù)推進(jìn)難度極大。

在第一、第二代半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，我國大陸整體技術(shù)水平并不占什么優(yōu)勢。

目前基本上是日本占據(jù)半壁江山，歐美、韓國、臺(tái)灣平分余下市場的格局。

很多人都不知道我國進(jìn)口額最大的商品是微電路——由硅等半導(dǎo)體材料制成的芯片——2018年我國石油進(jìn)口額度是2300億美元，而微電路的進(jìn)口金額達(dá)到了3120.58億美元。

另一方面，氮化鎵不同于硅等前代半導(dǎo)體材料，它不存在于自然界中，只能通過人工合成，研發(fā)及商用成本更高，一片五厘米大小的氮化鎵片售價(jià)就超過了2萬元。

而氮化鎵想要應(yīng)用于不同的行業(yè)和產(chǎn)品，還需要搭配不同的襯底材料。

上文提到的藍(lán)光LED的核心材料是藍(lán)寶石基氮化鎵外延片，小米發(fā)布的新快充電器是基于硅基氮化鎵，硅基本氮化鎵可以制造大功率LED、功率器件和大功率射頻芯片等等。

再加上產(chǎn)業(yè)鏈上游的光刻機(jī)、觸覺傳感器等核心技術(shù)均被早于我國起步數(shù)十年之多的美國、日本等壟斷。

所以氮化鎵從技術(shù)研發(fā)到落地應(yīng)用的方方面面，天然就意味著長時(shí)間、重成本、高風(fēng)險(xiǎn)的研究投入、反復(fù)試錯(cuò)，一般企業(yè)難以扛起這個(gè)重?fù)?dān)。

近日，康佳宣布與中信控股共同發(fā)起成立“信佳新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展投資基金”，將以5G為代表的下一代信息技術(shù)領(lǐng)域、半導(dǎo)體及數(shù)字消費(fèi)產(chǎn)業(yè)為投資方向，進(jìn)一步深入半導(dǎo)體布局。

而就在幾天前，康佳還發(fā)布公告表示旗下重慶光電目前正推動(dòng)利用氮化鎵芯片作為 Micro LED 的發(fā)光芯片。

和小米、華為等手機(jī)品牌巨頭的手機(jī)電池快充方向不同，康佳在氮化鎵材料技術(shù)方面主要布局在光電領(lǐng)域。

這其中光電領(lǐng)域在國內(nèi)更是只有康佳一家在深入推進(jìn)。

成績也是值得稱道的，康佳在必須應(yīng)用氮化鎵生產(chǎn)的Micro LED芯片研發(fā)上已取得初步突破，申請了超過100項(xiàng)全球?qū)＠?/span>

就像我們前邊說的，氮化鎵材料技術(shù)需要長時(shí)間、重成本、高風(fēng)險(xiǎn)的研究投入，早在2016年康佳就已經(jīng)布局了半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，后續(xù)又相繼成立了康芯威存儲(chǔ)主控芯片設(shè)計(jì)公司、康佳芯盈的封測公司。

去年康佳注資設(shè)立重慶光電研究院，推動(dòng)了重慶半導(dǎo)體光電產(chǎn)業(yè)園的落地發(fā)展，還與聯(lián)建光電、雷曼光電等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)達(dá)成戰(zhàn)略合作。

總而言之，通過自主研發(fā)、投資并購、戰(zhàn)略合作等一系列發(fā)展，康佳如今正努力拓展光電領(lǐng)域第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的上下游。

無論是康佳還是小米、華為，都說明了一個(gè)道理：只有那些有意愿、也有實(shí)力專注推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的巨頭企業(yè)，才能在氮化鎵領(lǐng)域占據(jù)一席之地。

沒有金剛鉆，別攬瓷器活。

正所謂時(shí)勢造英雄，也需英雄能駕馭時(shí)勢才行。

結(jié)語

所以說，雖然氮化鎵火了，但不乏質(zhì)疑其“究竟是真實(shí)需求還是營銷噱頭”的聲音，也就不難理解了。

有愿意真抓實(shí)干深耕長期價(jià)值的企業(yè)玩家，自然也會(huì)有魚目混珠蹭熱點(diǎn)謀求賺一筆就跑的短視之徒。

但這都不影響一個(gè)大局——我國制造業(yè)正在走上一條從中國制造到中國“智造”再到中國創(chuàng)造的發(fā)展道路。

在這條道路上，以氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體材料作為新的時(shí)代紅利，我們必須抓住。

這一點(diǎn)從國家政策重視到產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要都已經(jīng)是板上釘釘?shù)氖聦?shí)了。

而前沿科技永遠(yuǎn)是一把雙刃劍。

它一方面是推動(dòng)時(shí)代發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步的最核心力量，另一方面需要長時(shí)間、重成本、高風(fēng)險(xiǎn)的成本投入。

對于在氮化鎵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)領(lǐng)跑布局的康佳、小米等企業(yè)來說，他們面臨的既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，只有堅(jiān)持深耕才能笑到最后。

本站是提供個(gè)人知識(shí)管理的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)空間，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，不代表本站觀點(diǎn)。請注意甄別內(nèi)容中的聯(lián)系方式、誘導(dǎo)購買等信息，謹(jǐn)防詐騙。如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請點(diǎn)擊一鍵舉報(bào)。

轉(zhuǎn)藏 分享

QQ空間 QQ好友新浪微博微信

獻(xiàn)花（0） +1

來自：樹悲風(fēng) > 《硬件觀》

舉報(bào)/認(rèn)領(lǐng)