摩尔定律已靠拢物理极限。“卷不外”就换赛道，宽禁带半导体成为后摩尔期间半导体发展的“路子”之一，而在这一规模，国内企业有望终结弯道超车。

　　宽禁带半导体是指禁带宽度在2.3eV及以上的半导体材料，以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为代表，也称“第三代半导体”。选用SiC、GaN材料制备的半导体器件不仅能在更高的温度下相识运行，适用于高电压、高频率场景，还能以较少的电能糜掷，赢得更高的运行智商。

　　硅基氮化镓（GaN on Si）功率器件企业英诺赛科董事长骆薇薇近日在2022年ISES China峰会上暗示，宽禁带半导体不属于先进工艺，对开导的依赖会小少许，其波及的好多开导当今基本上不错在国内赢得，中枢开导后期也不错终结自主可控。“这是一个新赛道，咱们有契机赢得破裂。”

　　宽禁带半导体：换道超车安适规模

　　硅（Si）材料的后劲已逐步开发殆尽。比较于硅，SiC具有其10倍的击穿电场强度、3倍的禁带宽度、2倍的极限使命温度和跨越2倍的实足电子漂移速度。SiC还具有3倍的热导率，这意味着3倍于Si的冷却智商。而GaN则具备比SiC更宽的禁带宽度、击穿电场强度及实足电子漂移速度。

　　当今Si仍是半导体材料主流，占比95%。Yole预测，第三代半导体渗入率将逐年高涨，SiC渗入率在2023年有望达到3.75%，GaN渗入率在2023年达到1.0%。

　　凭证CASA数据，2020年我国第三代半导体合座产值超7100亿元。其中，SiC、GaN电力电子产值范围达44.7亿元，同比增长54%；GaN微波射频产值达到60.8亿元，同比增长80.3%。

　　据悉，总体来看，宽禁带半导体国内和国际的本事代差并不大。“SiC材料方面，国际上6英寸是主流，8英寸运行中试，国内6英寸刚刚范围量产，8英寸处于样品研发阶段；SiC器件方面，国内中低功率的SiC MOSFET处于小批量供货阶段，在高耐压、高厚膜外延、极点动态可靠性等方面性能低于国际水平，同期大范围制造智商与意法半导体、CREE等比较如故有一定差距。”某涉考取三代半导体业务的上市公司里面高管告诉第一财经，GaN方面，国内企业与国际龙头在材料和器件部分关键策动方面基本同步，但器件在动态特质、永远可靠性、劣势约束等方面与国际水平有一定差距。

　　赛迪照料人新材料产业究诘中心首席分析师李龙近日在2022寰宇半导体大会上暗示，第三代半导体行业总体来看还处于发展早期阶段，任何一个玩家若能终结本事破裂，则不错改换当今的市集样式，第三代半导体也因此成为了关系企业换道超车的安适规模。

　　SiC器件最大附近市集在新动力汽车

　　SiC产业链好像不错分为衬底、外延、器件三纯粹领，器件包括瞎想、制造和封测。

　　SiC器件不行径直制作于衬底上，需先用化学气相沉积法在衬底名义生成所需薄膜材料，造成外延片，再进一步制成器件。从本事难度来看，衬底要领本事难度最大，其次是器件要领。衬底同期亦然本钱占比最高的要领，占据47%。

　　衬正本事难度掀发轫缘于良率低。碳化硅的晶型多达200多种，要生成所需的单一晶型（主流为4H晶型），需要约束极度精确。另一方面，SiC衬底莫氏硬度达9.2，属于高硬度脆性材料，加工进程中易开裂，加工完成后的衬底易存在翘曲等质料问题。

　　天岳先进（688234.SH）招股书知道，2018-2020年和2021年上半年，公司的晶棒良率诀别为41%、38.57%、50.73%和49.90%，衬底良率诀别为72.61%、75.15%、70.44%和75.47%，玄虚良率最新约为37.7%。

　　制备条款刻薄也晋升了衬底制备的门槛。坐褥SiC晶棒需要2500℃高温，而硅晶只需1500℃，因此SiC晶棒需要稀疏的单晶炉，还需要精确约束温度；SiC晶棒的坐褥周期为7至10天，长度约2cm，而硅晶棒只需要3~4天即可长成，长度可达2m。

　　“晶体滋长是SiC本事难度最大的要领。”上述上市公司高管告诉第一财经，增多晶圆尺寸，晋升长晶与加工要领的良率是裁减本钱的灵验纪律；长晶炉热场瞎想、晶体滋长与加工工艺优化等则能灵验晋升良率。

波音公司2020年11月至2021年3月暂停交付787型梦想客机，原因涉及制造缺陷问题。2021年5月这款客机再度暂停交付，原因是与联邦航空管理局无法就检查飞机方法达成一致。

出生于1966年6月的张岩森，早在2009年便已从原银监会离职。离职前，他于2007年11月起出任原银监会纪委、监察局正处级纪律检查员、监察员。

　　“从系数产业链来看，当今国内在SiC衬底这一块比较锻炼，天然在良率、尺寸等方面跟国外还有一些差距，但不错保证系数供应链的无缺性。”中电科55所化合物居品部副主任刘柱暗示，从外延到工艺制造，再到最终的封测，我国具备无缺的智商，当今国产居品不错遮蔽到3毫米波段以下。

　　SiC附近规模主要分为射频器件（5G、国防等）和功率器件（新动力等）。其中新动力汽车是SiC器件最大的附近市集，据Yole预测，其2025年份额将跨越50%。海通证券以为，跟着SiC零部件在电动车中约束替代渗入，单车SiC价值量也将缓缓增多。

　　从供需方面看，业内人士凭证一些市集部门的调研和归纳转头，以为2025年大家SiC衬底产量系数282万片，其中中国89万片，中国除外的地区193万片，而保守情况下需求量为365万片，乐观情况下728万片。这意味着届时SiC将供不应求。

　　“当今SiC、GaN器件大范围商用的最大拦阻如故园品质价比。”上述高管对第一财经暗示，SiC二极管一经范围商用，SiC MOS器件国里面分企业终结本事破裂，在大范围制造智商方面还需要不时优化。

　　从产业链角度看，当今国内布局SiC的上市公司可好像分为五类：1）专注衬底材料，如国内半绝缘型SiC衬底龙头天岳先进，导电型衬底市占率国内第一的天科合达；2）器件端IDM，如华润微（688396.SH）、斯达半导（603290.SH）、闻泰科技（600745.SH）等；3）材想到器件一体化布局，如三安光电；4）芯片瞎想厂商，如新洁能（605111.SH）；5）上游开导厂商等，如露笑科技（002617.SZ）布局开导和材料，中微公司（688012.SH）布局外延开导。

　　其中，三安光电的SiC业务由湖南三安半导体完成，总投资160亿元，缠绵年配套产能36万片6英寸SiC晶圆，涵盖SiC全产业链，包括长晶、衬底、外延、芯片制造和封装测试。2021年6月份一期一经建造完成，二期展望在2024年完成。

　　国内GaN产业链加快布局

　　GaN材料具备多重性能上风。发轫，GaN不错进一步晋升开关频率，这意味着不错减少系统材料的体积和面积，其次，GaN的高实足电子浓度不错大幅裁减导频损耗，终结小尺寸的功率器件瞎想。

　　“用650V的GaN器件和SiC器件对比，前者体积约1/2以致更小。”英诺赛科（珠海）科技有限公司高等副总裁孙毅暗示，氮化镓是照料改日发展矛盾的最好决议。

　　GaN在快充规模的附近一经被讲授。凭证Yole，2021年GaN功率器件下流附近中，消费电子占比63.2%，以消费类快充附近为主。

　　不外，由于本事制约，刻下GaN器件仍难以终结在10KW、1200V以上的大功率场景附近。以新动力汽车为例，GaN器件刻下多用于DCDC、OBC等小功率场景，难以在电机约束器终结附近。因此，SiC MOSFET主攻高压规模，GaN MOSFET主攻高频规模。

　　GaN MOSFET凭借其超高频率的特质在5G射频规模等闲附近。刘柱暗示，经过三十多年的发展，当今我国合座GaN射频器件的水平跟国外基本上保持同步发展，以致在某些新的本事或新瞎想方面最初。

　　“GaN电力电子居品在快充规模一经范围附近，接下来需要进一步晋升使命电压及可靠性、需要不时往高功率密度、高频与高集成标的发展，并进一步拓展附近规模。”上述高管直言。

　　GaN产业链玩家的分类与SiC近似，国际企业在GaN功率半导体本事及产能上较为最初，包括英飞凌、Qorvo等。

　　国内GaN产业链也在加快布局中。国内企业在衬底、外延、瞎想、制造等规模均已布局，包括GaN衬底制造商苏州纳维、东莞中镓；外延制造商晶湛半导体、江苏能华；瞎想企业安谱隆、海思半导体；制造企业三安集成、海威华芯等。

　　本文不组成任何投资提倡，投资者据此操作，一切成果自夸。市集有风险，投资需严慎。

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