大势所趋-第三代半导体
随着时代的发展,第三代半导体的应用愈加广泛,光伏逆变、5G基站、新能源汽车等产品都属于第三代半导体的下游领域!
主要应用包括主驱逆变器、DC/DC转换器、车载充电机和充电桩等,根据Yole数据,SiC功率器件市场规模将从2018年的4亿美金增加到2027年172亿美金,CAGR约51%。碳化硅基氮化镓外延射频器件将从2018年的6亿美金增加到2027年的34亿美金。碳化硅衬底材料市场规模将从2018年的1.21亿美金增长到2024年的11亿美金,CAGR达44%。目前CREE等国际大厂和国内企业纷纷大力布局碳化硅。
第三代半导体材料主要分为碳化硅SiC和氮化镓GaN,在高温、高压、高功率和高频领域将替代前两代半导体材料。碳化硅热导率高于氮化镓。第三代半导体的应用场景通常为高温、高压、高功率场景,器件需要具有较好的耐高温和散热能力,以保证器件的工作寿命。碳化硅的热导率是氮化镓热导率的约3倍,具有更强的导热能力,器件寿命更长,可靠性更高,系统所需的散热系统更小。氮化镓单晶生长困难。氮化镓因为生长速率慢,反应副产物多,生产工艺复杂,大尺寸单晶生长困难,目前氮化镓单晶生长尺寸在2英寸和4英寸,相比碳化硅难度更高。因此第三代半导体目前普遍采用碳化硅作为衬底材料,在高压和高可靠性领域选择碳化硅外延,在高频领域选择氮化镓外延。此外,碳化硅衬底材料还有体积小、能量损失小等优点。
受益新能源汽车的放量和5G建设应用的推广,碳化硅衬底材料市场规模有望实现快速增长。根据Yole统计,碳化硅衬底材料市场规模将从2018年的1.21亿美金增长到2024年的11亿美金,复合增速达44%。按照该复合增速,2027年碳化硅衬底材料市场规模将达到约33亿美金。
碳化硅产业链主要厂商
碳化硅产业链环节分为设备、衬底片、外延片和器件环节。从事衬底片的国内厂商主要有露笑科技、三安光电、天科合达、山东天岳等;从事碳化硅外延生长的厂商主要有瀚天天成和东莞天域等;从事碳化硅功率器件的厂商较多,包括比亚迪半导体、闻泰科技、华润微、士兰微、斯达半导、扬杰科技、泰科天润等。
氮化镓产业链主要厂商
氮化镓产业链分为衬底、外延片和器件环节。尽管碳化硅被更多地作为衬底材料(相较于氮化镓),国内仍有从事氮化镓单晶生长的企业,主要有苏州纳维、东莞中镓、上海镓特和芯元基等;从事氮化镓外延片的国内厂商主要有三安光电、赛微电子、海陆重工、晶湛半导体、江苏能华、英诺赛科等;从事氮化镓器件的厂商主要有三安光电、闻泰科技、赛微电子、聚灿光电、乾照光电等。
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