一、第三代半導(dǎo)體技術(shù)不斷突破,氮化鎵將領(lǐng)跑半導(dǎo)體市場 化工新材料領(lǐng)域是化工行業(yè)未來發(fā)展的一個重要方向,傳統(tǒng)化工行業(yè)隨著下游需求增速放緩,市占率向龍頭集中是大趨勢,核心競爭門檻為成本和效率;下游仍處于快速增長的新材料領(lǐng)域則不同,核心的競爭壁壘為研發(fā)能力、產(chǎn)業(yè)鏈驗(yàn)證門檻、服務(wù)能力等,隨著政策支持,國內(nèi)化工新材料行業(yè)有望迎來加速成長期。氮化鎵(GaN)可同時涵蓋射頻和功率領(lǐng)域,特別是在高功率和高頻率領(lǐng)域應(yīng)用效果特別出色;可廣泛應(yīng)用于通信、計算機(jī)、消費(fèi)電子、汽車電子、航空航天、國防軍工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域;由于商業(yè)化進(jìn)展快,將領(lǐng)跑第三代半導(dǎo)體市場。 化合物半導(dǎo)體主要材料及應(yīng)用領(lǐng)域 資料來源:中國氮化鎵行業(yè)發(fā)展深度調(diào)研與未來投資研究報告(2023-2030年) 根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國氮化鎵行業(yè)發(fā)展深度調(diào)研與未來投資研究報告(2023-2030年)》顯示,第三代半導(dǎo)體是指化合物半導(dǎo)體,包括SiC(碳化硅)、GaN(氮化鎵)、ZnO(氧化鋅)、GaO(氧化鎵)、AlN(氮化鋁),以及金剛石等寬禁帶半導(dǎo)體材料(導(dǎo)帶與禁帶間能隙差Eg>2.3eV)。第三代半導(dǎo)體具有高擊穿電場、高熱導(dǎo)率、高電子遷移率、高工作溫度等優(yōu)點(diǎn)。 不同半導(dǎo)體材料性能對比
資料來源:中國氮化鎵行業(yè)發(fā)展深度調(diào)研與未來投資研究報告(2023-2030年) 以SiC和GaN為代表物質(zhì)制作的器件具有更大的輸出功率和更好的頻率特性。 GaN作為一種寬禁帶材料,和硅等傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料相比,能夠在更高壓、更高頻、更高溫度的環(huán)境下運(yùn)行。 氮化鎵器件的優(yōu)勢 資料來源:中國氮化鎵行業(yè)發(fā)展深度調(diào)研與未來投資研究報告(2023-2030年) 從結(jié)構(gòu)上看,Si是垂直型的結(jié)構(gòu),GaN是平面型的結(jié)構(gòu),這也使得GaN的帶隙遠(yuǎn)大于Si。SiC相比,GaN在成本方面表現(xiàn)出更強(qiáng)的潛力,且GaN器件是個平面器件,與現(xiàn)有的Si半導(dǎo)體工藝兼容性強(qiáng),這使其更容易與其他半導(dǎo)體器件集成。 GaN具備帶隙大( 3.4eV )、 絕緣破壞電場大( 2x 106V/cm )及飽和速度大( 2.7x 107cm/s )等Si及GaAs不具備的特點(diǎn)。由于容易實(shí)現(xiàn)異質(zhì)結(jié)構(gòu),因此在LED、半導(dǎo)體激光器、高頻及高功率元器件等領(lǐng)域的應(yīng)用不斷擴(kuò)大。 氮化鎵器件制作流程以及應(yīng)用領(lǐng)域
資料來源:中國氮化鎵行業(yè)發(fā)展深度調(diào)研與未來投資研究報告(2023-2030年) 硅基和碳化硅基的器件將率先商用:雖然基于GaN襯底的GaN器件,在各個性能指標(biāo)都處于領(lǐng)先水平,但是襯底價格過高。所以硅基和碳化硅基的GaN器件將會率先商用。 基于不同工藝類型GaN器件性能對比
資料來源:中國氮化鎵行業(yè)發(fā)展深度調(diào)研與未來投資研究報告(2023-2030年) 各種類型GaN器件性能對比
資料來源:中國氮化鎵行業(yè)發(fā)展深度調(diào)研與未來投資研究報告(2023-2030年) 二、氮化鎵獲政策支持,國內(nèi)投資不斷擴(kuò)大 自20年前出現(xiàn)首批商業(yè)產(chǎn)品以來,GaN已成為射頻功率應(yīng)用中LDMOS和GaAs的重要競爭對手,其性能和可靠性不斷提高且成本不斷降低。第一批GaN-on-SiC和GaN-on-Si器件幾乎同時出現(xiàn),但GaN-on-SiC技術(shù)更加成熟。目前在射頻GaN市場上占主導(dǎo)地位的GaN-on-SiC突破了4GLTE無線基礎(chǔ)設(shè)施市場,并有望在5G的Sub-6GHz實(shí)施方案的RRH(RemoteRadioHead)中進(jìn)行部署。以氮化鎵為材料的功率半導(dǎo)體器件可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、通信、計算機(jī)、消費(fèi)電子、汽車電子、航空航天、國防軍工等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。 第三代半導(dǎo)體材料行業(yè)是我國重點(diǎn)鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè),是支撐經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和保障國家安全的戰(zhàn)略性和基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)?!笆濉睍r期以來,國家層面的政府部門發(fā)布了多項(xiàng)關(guān)于半導(dǎo)體行業(yè)、半導(dǎo)體材料行業(yè)的支持、引導(dǎo)政策,這些鼓勵政策涉及減免企業(yè)稅負(fù)、加大資金支持力度、建立產(chǎn)業(yè)研發(fā)技術(shù)體系等等。 氮化鎵相關(guān)政策
資料來源:中國氮化鎵行業(yè)發(fā)展深度調(diào)研與未來投資研究報告(2023-2030年) 隨著新能源電動企業(yè)的快速發(fā)展,全球各大車企和半導(dǎo)體廠商都將目光瞄準(zhǔn)以碳化硅(SiC)與氮化鎵(GaN)為代表的的第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域。 近年來氮化鎵相關(guān)投資匯總
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