半导体产业的基石是芯片,制作芯片的核心材料按照历史进程分为第一代半导体材料、第二代化合物半导体材料以及第三代化合物半导体材料(碳化硅、氮化镓)。
第一代半导体材料以硅(Si)和锗(Ge)等元素半导体材料为代表,应用极为广泛,包括集成电路、电子信息网络工程、电脑、手机、电视、航空航天、各类军事工程和迅速发展的新能源、硅光伏产业等。
第二代半导体材料以砷化镓(GAs)和磷化铟(InP)为代表,是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料。
第三代半导体材料以碳化硅(SiC)和氮化镓(GN)为主。SiC具有宽禁带、高临界击穿电场、高饱和电子迁移速度和高热导率等特性,在大功率、高频、高温等应用方面潜力较大,不仅可以作为GN光电和GN射频器件的衬底,而且还可作为功率器件应用到新能源汽车、充电桩、太阳能光伏和不间断电源(UPS)领域,同时在轨道交通、风力发电、数据中心电源、5G基站电源、航天和军用等领域也有替代传统IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的潜力,目前在新能源汽车功率控制单元(PCU)、车用逆变器、DC-DC转换器、车载充电器四个关键领域应用最广。GN具有宽禁带、高饱和电子漂移速度、高电子迁移率等物理特性,已在LED照明、紫外光以及激光领域充分应用,同时在射频微波领域和电力电子应用领域具有极大潜力。
【第三代半导体核心标的】
● 华润微
国内领先的半导体企业之一。积极布局第三代半导体,特别是在氮化镓(GN)和碳化硅(SiC)材料的功率半导体器件领域。公司已经宣布国内首条6英寸商用SiC晶圆生产线正式量产,并向市场投放工业级SiC二极管系列产品。
● 三安光电
在碳化硅(SiC)和氮化镓(GN)领域均有布局,是第三代半导体材料的典型代表。公司已成功首发1200V 80mΩ SiC MOSFET,并处于样品测试阶段。
●士兰微
士兰微在第三代半导体器件的研发和生产上取得了显著进展,其产品性能指标达到业内领先水平。在厦门启动了国内首条8英寸SiC功率器件芯片制造生产线项目。
●闻泰科技
通过收购英国Newport Wfer Fb晶圆厂,进一步扩充了其在第三代半导体领域的产能。已经推出了650V硅基氮化镓功率器件(GN FET),并且该产品已通过AECQ认证测试并实现量产。
●新洁能
涉及第三代半导体业务,包括新能源企业、PD快充、5G射频应用等方面。SiC/GN功率器件及封测项目预计于2024年8月达到预定可使用状态。
● 露笑科技
与合肥市政府合作投建第三代功率半导体(碳化硅)产业园,总投资100亿元。公司已经完成了碳化硅衬底片的送样检测,并且检测结果通过。
●斯达半导
在衬底环节有所布局,是已经成功研发出碳化硅模块相关技术,包括银浆烧结技术和铜线键合技术,这些技术适用于高温、高频等应用领域。
●比亚迪
在第三代半导体领域有所布局,特别是在新能源汽车领域。是全球首家、国内唯一实现SiC三相全桥模块在新能源汽车电机驱动控制器中大批量装车的功率半导体企业。
●扬杰科技
公司较早地布局了第三代半导体产业,已涉足碳化硅产品研发设计多年,并形成了多项专利等知识产权。
● 楚江新材
子公司已自主研发了第三代半导体材料SiC单晶生长用关键原料——超纯C粉的生产设备,并掌握了将5N及以下的C粉提纯到6N及以上的技术,其设备与工艺技术处于国内领先水平。
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