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中國第三代半導(dǎo)體正迎來發(fā)展的窗口期。第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長吳玲11月24日在2020國際第三代半導(dǎo)體論壇上透露，雙循環(huán)模式推動(dòng)國產(chǎn)化替代，2020年中國SiC（碳化硅）、GaN（氮化鎵）電力電子和微波射頻產(chǎn)值預(yù)計(jì)將約為70億元。
其中，中國的GaN微波射頻產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值2020年將達(dá)到33.75億元，比去年的26.15億元將增長29%；SiC、GaN電力電子產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值2020年將達(dá)到35.35億元，比去年的29.03億元將增長21.77%。
另一方面，市場規(guī)模擴(kuò)大，5G加速推進(jìn)GaN射頻應(yīng)用迅猛增長，2020年中國GaN射頻器件市場規(guī)模約170億元；新能源汽車及消費(fèi)電子成為突破口，2020年中國電力電子器件應(yīng)用市場規(guī)模58.2億元。
吳玲建議，探索構(gòu)建第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)，摸索“平臺+孵化器+基金+基地”以及大中小企業(yè)融通發(fā)展的新模式，加強(qiáng)精準(zhǔn)的國際與區(qū)域深度合作，共同努力使全鏈條進(jìn)入世界先進(jìn)行列。
明年將是氮化鎵快充元年
氮化鎵（GaN）因今年小米推出應(yīng)用了相關(guān)材料的快充產(chǎn)品而備受矚目。作為國內(nèi)已量產(chǎn)硅基氮化鎵的企業(yè)，英諾賽科科技有限公司的董事長駱薇薇在上述論壇上表示，第三代半導(dǎo)體氮化鎵有小體積、低能耗、高頻工作等優(yōu)勢，適應(yīng)帶寬更大、工作頻率更高、大電流、低損耗的市場需求。
隨著AI、數(shù)據(jù)中心、5G、新能源汽車、直流供電等的快速發(fā)展，功率半導(dǎo)體將迎來快速增長，預(yù)計(jì)2020~2025年復(fù)合增長率會(huì)超過10%。駱薇薇說，功率半導(dǎo)體未來主要增長將集中在第三代半導(dǎo)體，電壓等級主要會(huì)集中在30伏、150伏、650伏、900伏以上。
英諾賽科于2015年成立，2020年9月蘇州工廠建設(shè)完成，其高、低壓芯片出貨量均達(dá)數(shù)百萬顆。駱薇薇認(rèn)為，氮化鎵功率半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)已經(jīng)成熟，市場開始爆發(fā)。目前英諾賽科量產(chǎn)的產(chǎn)品是8英寸硅基氮化鎵，覆蓋從30伏到650伏。
中國新基建中5G基站、數(shù)據(jù)中心等將帶來新需求。駱薇薇說，目前硅基氮化鎵的芯片價(jià)格是硅器件的1.5倍，預(yù)計(jì)未來幾年有望與硅器件價(jià)格持平，甚至更低。所以其在消費(fèi)電子領(lǐng)域有很大發(fā)展?jié)摿Γ筛采w電子煙、智能手機(jī)、無線充、掃地機(jī)器人、無人機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)單車。
據(jù)充電頭網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，在智能手機(jī)行業(yè)中，目前已有華為、小米、OPPO、魅族、三星、努比亞、realme等多個(gè)品牌推出了氮化鎵快充產(chǎn)品。電商方面，目前也有17家品牌先后推出了數(shù)十款氮化鎵快充新品。已經(jīng)出貨的電源廠商超過100家。
“2021年將是GaN快充元年。”駱薇薇預(yù)計(jì)，2020年GaN快充的出貨量達(dá)1000萬個(gè)，2021年GaN快充的出貨量將增長超過十倍、達(dá)到1.5億~2億個(gè)。另外，氮化鎵功率芯片應(yīng)用在手機(jī)上，將可使智能手機(jī)有更高的效率、更高的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和更小的電源占比面積。
而氮化鎵的應(yīng)用范圍不只在快充、智能手機(jī)等消費(fèi)類電子領(lǐng)域，還有數(shù)據(jù)中心、柔性供電等工業(yè)領(lǐng)域，以及自動(dòng)駕駛、車載充電機(jī)等汽車領(lǐng)域。如，低壓氮化鎵可應(yīng)用于新一代大數(shù)據(jù)中心，以減少占地、提高功率、降低能耗。
面對臺積電、英飛凌、EPC、Navitas等競爭對手，中國大陸氮化鎵企業(yè)希望把握發(fā)展窗口期，快速提升產(chǎn)能。駱薇薇透露，英諾賽科的業(yè)務(wù)包括芯片設(shè)計(jì)、材料外延生產(chǎn)、芯片制造、可靠性分析，其珠海工廠月產(chǎn)能為4000片，蘇州工廠月產(chǎn)能為6.5萬片，蘇州工廠今年底試產(chǎn)、明年6年量產(chǎn)。
目前，國內(nèi)多家企業(yè)及機(jī)構(gòu)正在完善氮化鎵的國產(chǎn)化生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈自主可控：氮化鎵封裝測試體系有華天科技、長電科技、嘉盛半導(dǎo)體（Carsem）；磁材料有TDG（天通控股）、DMEGC（東磁）；驅(qū)動(dòng)、控制器有東科半導(dǎo)體、JOULWATT（杰華特微電子）等；測試體系有電子科技大學(xué)、中國賽寶實(shí)驗(yàn)室等。
電動(dòng)汽車推動(dòng)碳化硅市場爆發(fā)
第三代半導(dǎo)體另一個(gè)重要產(chǎn)品碳化硅，則將受益于電動(dòng)汽車行業(yè)的快速成長而迎來爆發(fā)機(jī)會(huì)。
安芯投資管理有限公司首席執(zhí)行官、創(chuàng)始合伙人王永剛在上述論壇上表示，2018年至2024年碳化硅的發(fā)展方向是新能源汽車市場，年復(fù)合增長率將達(dá)到29%。全部碳化硅器件市場，預(yù)計(jì)在2023年達(dá)到15億美元。
日本豐田汽車公司功率半導(dǎo)體顧問、PDPlus LLC總裁濱田公守說，在2017年，電動(dòng)汽車的比例僅為3%，而到2040年，預(yù)計(jì)將達(dá)到50%。在接下來的二十年里，電動(dòng)汽車的份額將迅速增加。即使只看未來五年，電動(dòng)汽車市場也會(huì)大幅增加。
碳化硅器件主要適合純電動(dòng)車，因此碳化硅器件會(huì)與硅器件長期并存。濱田公守說，在純電動(dòng)車中，使用碳化硅器件的方案會(huì)貴300美元。到2025年，行駛300公里的電池費(fèi)用預(yù)計(jì)約為10000美元，如果電池效率提升3%，電池費(fèi)用將下降300美元，節(jié)省的費(fèi)用將可以抵消增加的費(fèi)用。
在碳化硅（SiC）全球產(chǎn)業(yè)地圖中，襯底領(lǐng)域有日本制鐵集團(tuán)、天科合達(dá)、同光晶體下的河北同光、泰科天潤；外延領(lǐng)域有瀚天天成、東莞天域、昭和電工；設(shè)計(jì)領(lǐng)域有創(chuàng)能動(dòng)力（APS香港團(tuán)隊(duì)）、上海詹芯電子等。而今年三安光電收購了北電新材，也是為了掌握上游碳化硅材料。
展望中國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的未來，吳玲預(yù)計(jì)，到2025年，5G通信基站所需GaN射頻器件的國產(chǎn)化率將達(dá)到80%；第三代半導(dǎo)體功率器件將在高速列車、新能源汽車、工業(yè)電機(jī)、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域規(guī)模應(yīng)用；Mini/Micro LED、深紫外等材料及芯片產(chǎn)業(yè)化可實(shí)現(xiàn)在健康醫(yī)療、公共安全、信息交互等領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。到2030年，國內(nèi)將形成1~3家世界級龍頭企業(yè)，帶動(dòng)產(chǎn)值超過3萬億元，年節(jié)電萬億度。
來源：第一財(cái)經(jīng)
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