據(jù)權(quán)威消息人士透露，我國計劃把大力支持發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，寫入正在制定中的“十四五”規(guī)劃，計劃在2021-2025年期間，在教育、科研、開發(fā)、融資、應(yīng)用等等各個方面，大力支持發(fā)展第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，以期實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)獨立自主。
當前，以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體已逐漸受到國內(nèi)外市場重視，不少半導(dǎo)體廠商已率先入局。不過，量產(chǎn)端面臨多重挑戰(zhàn)下，第三代半導(dǎo)體材料占比仍然較低。未來政策導(dǎo)入有望加速我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以期進一步把握主動。
圖片來源：拍信網(wǎng)正版圖庫
第三代半導(dǎo)體市場景氣向上
華創(chuàng)證券認為，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能驅(qū)動的新計算時代的發(fā)展，對半導(dǎo)體器件的需求日益增長，對器件可靠性與性能指標的要求也更加嚴苛。第三代半導(dǎo)體開始逐漸受到市場的重視，國際上已形成完整的覆蓋材料、器件、模塊和應(yīng)用等環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)鏈。
與此同時，化合物半導(dǎo)體材料也有著戰(zhàn)略意義。作為重要的上游材料，化合物半導(dǎo)體不僅應(yīng)用于軍用領(lǐng)域，還對大功率高速交通起著重要支撐作用，被各國視作戰(zhàn)略物資。當前，美國、日本、歐盟都致力于在該領(lǐng)域建立技術(shù)優(yōu)勢。
受益于材料自身優(yōu)勢，以及5G和新能源汽車等應(yīng)用拉動，市場預(yù)估第三代半導(dǎo)體材料在今年就會起量。中美貿(mào)易摩擦和疫情影響下，市場重估行情。
TrendForce集邦咨詢旗下拓墣產(chǎn)業(yè)研究院指出，氮化鎵的射頻器件受到不小震蕩。氮化鎵器件仍處于開發(fā)階段，目前主要應(yīng)用于基站射頻技術(shù)，預(yù)計2020年營收則呈現(xiàn)小幅增長。
功率器件方面，雖然受大環(huán)境影響，但其已是化合物半導(dǎo)體的發(fā)展重點，成長動能依舊顯著。碳化硅材料因襯底生產(chǎn)難度大，功率器件成長幅度受限，后續(xù)有待襯底技術(shù)持續(xù)精進；氮化鎵功率器件技術(shù)發(fā)展則相對成熟，雖大環(huán)境不佳導(dǎo)致成長放緩，但向上幅度仍明顯。
國內(nèi)外廠商爭取卡位時間
全球范圍內(nèi)，半導(dǎo)體大廠紛紛布局，IDM廠商意法半導(dǎo)體購并NorstelAB以及法國Exagan、英飛凌收購Siltectra，以及日商ROHM收購SiCrystal等事件都頗受業(yè)界關(guān)注。
國內(nèi)方面，不少廠商圍繞第三代半導(dǎo)體材料爭取卡位時間。
海特高新子公司海威華芯建立了國內(nèi)第一條6英寸砷化鎵/氮化鎵半導(dǎo)體晶圓生產(chǎn)線。據(jù)稱，其技術(shù)指標達到國外同行業(yè)先進水平，部分產(chǎn)品已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)。賽微電子涉及第三代半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，主要包括GaN（氮化鎵）材料的生長與器件的設(shè)計。
三安光電在長沙設(shè)立子公司湖南三安從事碳化硅等化合物第三代半導(dǎo)體的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目，目前項目正處于建設(shè)階段。聚燦光電目前產(chǎn)品涉及氮化鎵的研發(fā)和生產(chǎn)，外延片的技術(shù)就是研發(fā)氮化鎵材料的生長技術(shù)，芯片的技術(shù)就是研發(fā)氮化鎵芯片的制作技術(shù)。
今年8月，露笑科技投資100億建設(shè)第三代功率半導(dǎo)體（碳化硅）產(chǎn)業(yè)園。露笑科技與合肥市長豐縣人民政府簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，包括但不限于碳化硅等第三代半導(dǎo)體的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目，包括碳化硅晶體生長、襯底制作、外延生長等的研發(fā)生產(chǎn)，項目投資總規(guī)模預(yù)計100億元。
量產(chǎn)仍是最大挑戰(zhàn)
目前，第三代半導(dǎo)體材料的比重仍然相當?shù)汀Ｈ蛞怨铻榛A(chǔ)的半導(dǎo)體材料市場約4500億美元，第三代半導(dǎo)體僅占10億美元。
業(yè)內(nèi)人士指出，量產(chǎn)端的困難仍是業(yè)界的最大挑戰(zhàn)。
目前，碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）較為成熟，并稱為第三代半導(dǎo)體材料的雙雄。氧化鋅、金剛石、氮化鋁等材料的研究則仍處于起步階段。不過，即使是成熟度最高的碳化硅和氮化鎵，也在量產(chǎn)環(huán)節(jié)面臨諸多困難。
氮化鎵的難度主要在于在晶格。當前，氮化鎵發(fā)展瓶頸段仍在基板段，成本昂貴且供應(yīng)量不足,主要是因為氮化鎵長在硅上的晶格不匹配，困難度高。
對于碳化硅，長晶的源頭晶種來源純度要求高、取得困難，另外，長晶的時間相當長且長晶過程監(jiān)測溫度和制程的難度高。碳化硅長一根晶棒需時2周，成果可能僅3公分，也加大了量產(chǎn)的難度。
拓墣產(chǎn)業(yè)研究院認為，在化合物半導(dǎo)體領(lǐng)域，雖然中國廠商相比國際廠商仍有技術(shù)差距，但隨著國家加大支持以及廠商的不斷布局，技術(shù)差距將不斷縮小。分析師強調(diào)，當前唯有真實掌握市場需求，廠商才有機會在競爭當中成長及獲利。（來源：全球半導(dǎo)體觀察）
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