安谱隆半导体 被国家写进“十四五”的第三代半导体到底是什么( 二 )


综上所述,氮化镓主要用于低压和高频领域,而碳化硅主要用于中高压领域。
二、中国第三代半导体产业现状
与传统半导体一样,第三代半导体的产业链也包括上游材料和设备、中游芯片设计、制造和封装以及下游应用。不同的是,第三代半导体主要在材料上不同。由于氮化镓和碳化硅是第三代半导体的主要材料,我们将这一部分与这两种材料分开。
1.碳化硅
碳化硅的生产步骤包括单晶生长、外延层生长和器件制造,分别对应于衬底、外延和器件。总的来说,碳化硅行业目前以外资企业为主。
基板方面,目前国际市场正在从4英寸向6英寸过渡,有8英寸的导电产品,而国内市场仍以4英寸为主。
目前,全球碳化硅衬底核心企业包括美国道康宁、德国SiCrystal、美国II-VI、日本昭和电工等。它们占据了碳化硅衬底的主要生产能力。
国内以田可何达、山东田玉娥、同光晶体等公司为主,可供应3英寸至6英寸单晶衬底。
外延方面,外延膜企业主要有美国的道康宁、II-VI和Cree,日本的罗姆和三菱电机,德国的英飞凌等。国内韩天成和东莞天宇已经能够提供4英寸/6英寸碳化硅外延片。
器件方面,600~1700V SiC SBD和MOSFET已实现国际产业化,主流产品耐压水平在1200V以下,以英飞凌、Cree、Roma、意法半导体为核心企业。
在国内主要有泰科天润、深圳基础半导体、55中电科、上海展新电子、三安光电等。,涵盖碳化硅器件设计和铸造的各个方面。其中,泰科天润拥有量产SiC SBD,覆盖600 V/5A ~ 50A、1200 V/5A ~ 50A、1700V/10A系列。
整体来看,全球碳化硅产业格局以美国、欧洲和日本为主,尤其是美国,全球碳化硅产量的70%-80%来自美国。
中国在这个领域主要是后来者。但国内碳化硅行业发展迅速,产业链各环节相对完整,正在快速追赶国际领先企业。如果我们坚持增加发展,未来自给自足的机会还是很大的。
2.氮化镓
氮化镓和碳化硅的情况类似。目前该行业仍以外资企业为主,而国内企业发展相对较弱,且主要集中在军工行业。
与碳化硅一样,氮化镓可以用于三个方面:气氛衬底、外延和器件。
首先是基板,目前世界上主要是2-3英寸,不到4英寸,但也在逐渐商业化。这个行业的龙头市场是日本的住友电气,份额超过90%。像苏州纳维科技有限公司、东莞中加半导体科技有限公司这样有北大背景的国内公司都实现了产业化。
在外延方面,氮化镓外延片有四种:硅基氮化镓、碳化硅基氮化镓、蓝宝石氮化镓和氮化镓衬底上的氮化镓。
目前这些外延片主要由日本的NTT AT、比利时的EpiGaN、英国的IQE和台湾的嘉靖电子提供。
国内相关企业主要有苏州詹静、苏州能化、世纪广金,其中苏州詹静在2014年已经研发出8英寸硅基外延片,目前150mm硅基氮化镓外延片月产能达到1万片。
氮化镓器件分为射频器件和电力电子器件。器件设计方面,主要有EPC、MACOM、Transphom、Navitas、德国Dialog等美国公司。,以及被中国资本收购的Ampron等国内公司。
集设计、生产于一体的企业有市场份额超过30%的住友电气、Cree等,还有Qorvo、MACOM等;;
国内有苏州能讯、英诺赛科、江苏能华,其中苏州能讯去年建成了4英寸氮化镓芯片生产线,设计产能为1.7万片4英寸氮化镓晶圆。
负责代工的公司主要有玉环通信半导体、毛文半导体、富士通、科瑞、台湾嘉靖电子、TSMC、欧洲联合微波半导体等。中国三安集成和海威华信也取得了一定的市场成绩。其中,到2018年底,三安集成的氮化镓芯片产能可达100片/月。

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