《科創(chuàng)板日報》(上海,研究員 宋子喬)訊,全球功率半導(dǎo)體IDM龍頭及其他賽道的佼佼者正持續(xù)加碼第三代材料。據(jù)《電子時報》報道,英飛凌大中華區(qū)電源與感測系統(tǒng)事業(yè)部協(xié)理陳志星日前表示,英飛凌預(yù)期三至五年后有機(jī)會把SiC(碳化硅)、GaN(氮化鎵)成本降到跟硅基元件相仿的程度,后段制程技術(shù)也持續(xù)推進(jìn)。公司旗下已有Cool SiC、Cool GaN系列產(chǎn)品線走入量產(chǎn)。

就在上周(8月5日),富士康旗下鴻海收購?fù)甑?英寸晶圓廠,董事長劉揚(yáng)偉直言,計劃將該廠用于研發(fā)生產(chǎn)第三代半導(dǎo)體,特別是電動汽車所用的碳化硅功率元件

7月27日,意法半導(dǎo)體宣布,制造出業(yè)界首批8英寸SiC晶圓片。

讓人“又愛又恨”的第三代半導(dǎo)體

與硅(Si)相比,碳化硅是最成熟的WBG寬帶隙半導(dǎo)體材料,耐高溫性能卓越, 它已經(jīng)廣泛用于制造開關(guān)器件,例如MOSFET和晶閘管。氮化鎵的效率跟功率密度無可取代,具有作為功率器件半導(dǎo)體的潛力,在射頻應(yīng)用中是對硅的重大改進(jìn)。

SiC、GaN與傳統(tǒng)Si材料的性能比較

性能優(yōu)勢為碳化硅、氮化鎵為代表的第三代半導(dǎo)體開辟了廣闊的應(yīng)用前景,已有多位分析師預(yù)計2021年汽車領(lǐng)域碳化硅有望進(jìn)入放量元年,但復(fù)雜的制造工藝流程和更高的原材料、技術(shù)要求大幅提高了第三代半導(dǎo)體的量產(chǎn)難度,進(jìn)一步抬高了成本。具體來看,氮化鎵的生產(chǎn)難度在晶格和基板,碳化硅則需要高純度晶種,長晶時間也相當(dāng)慢。

陳志星表示,碳化硅、氮化鎵兩者之間價差不大,但與硅產(chǎn)品之間的落差確實存在。目前,碳化硅、氮化鎵相關(guān)寬能隙(WBG)功率元件價格已經(jīng)出現(xiàn)很大的降幅,成本仍是打開市場的關(guān)鍵。

另據(jù)CASA統(tǒng)計,碳化硅價格近幾年快速下降,2020年較2017年下降了五成以上。隨著6英寸襯底、外延晶片質(zhì)量提高、8英寸產(chǎn)線實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn),降本效應(yīng)有望顯現(xiàn),推進(jìn)碳化硅器件和模塊普及。

碳化硅降本效應(yīng)有望顯現(xiàn),然而站在當(dāng)下,考慮到性價比因素,Si、SiC及GaN三種材料的產(chǎn)品仍將長期共存。

第三代半導(dǎo)體現(xiàn)狀、投資機(jī)會一覽

當(dāng)下的全球碳化硅產(chǎn)業(yè)格局呈現(xiàn)美國、歐洲、日本三足鼎立態(tài)勢,國內(nèi)企業(yè)在襯底、外延和器件方面均有所布局,但是體量均較小。

技術(shù)層面,碳化硅以往以2、4英寸廠生產(chǎn),現(xiàn)今6英寸碳化硅為主流,一流廠商正力推8英寸碳化硅晶圓的量產(chǎn)。碳化硅襯底和外延方面,國內(nèi)仍然是4英寸為主,已開發(fā)出6英寸產(chǎn)品并實現(xiàn)小批量供貨;國內(nèi)批量生產(chǎn)的氮化鎵襯底仍以2英寸為主。

產(chǎn)業(yè)方面,目前CREE等國際大廠和國內(nèi)企業(yè)紛紛大力布局碳化硅。國內(nèi)各地不斷有新項目開工,碳化硅投資擴(kuò)產(chǎn)熱潮已然來襲。

具體到投資機(jī)會,天科合達(dá)、露笑科技、三安光電等廠商主要生產(chǎn)導(dǎo)電型碳化硅襯底,山東天岳主要生產(chǎn)半絕緣型碳化硅襯底。天科合達(dá)、露笑科技和晶盛機(jī)電布局碳化硅長晶設(shè)備。產(chǎn)能/收入方面:2020年山東天岳約4．3億元,天科合達(dá)1．6億元(2019年),露笑科技500臺爐子產(chǎn)值預(yù)估約15億元收入(25萬片/年),三安光電襯底年產(chǎn)能規(guī)劃約3．6萬片。

另外,光大證券分析師劉凱還建議關(guān)注三安光電、比亞迪半導(dǎo)體、聞泰科技、華潤微、士蘭微、斯達(dá)半導(dǎo)、揚(yáng)杰科技等器件廠商。