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、應用等等各個方面，大力支持發(fā)展第三代半導體產(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體已逐漸受到國內(nèi)外市場重視，不少半導體廠商已率先入局。不過，量產(chǎn)端面臨多重挑戰(zhàn)下，第三代半導體材料占比仍然較低。未來政策導入有望加速我國第三代半導體產(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、模塊和應用等環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)鏈。
與此同時，化合物半導體材料也有著戰(zhàn)略意義。作為重要的上游材料，化合物半導體不僅應用于軍用領域，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和新能源汽車等應用拉動，市場預估第三代半導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，目前主要應用于基站射頻技術(shù)，預計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)，半導體大廠紛紛布局，IDM廠商意法半導體購并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)界關注。
國內(nèi)方面，不少廠商圍繞第三代半導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體業(yè)務，主要包括GaN（氮化鎵）材料的生長與器件的設計。
三安光電在長沙設立子公司湖南三安從事碳化硅等化合物第三代半導體的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化項目，目前項目正處于建設階段。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100億建設第三代功率半導體（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)模預計100億元。
量產(chǎn)仍是最大挑戰(zhàn)
目前，第三代半導體材料的比重仍然相當?shù)汀Ｈ蛞怨铻榛A的半導體材料市場約4500億美元，第三代半導體僅占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，在化合物半導體領域，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：全球半導體觀察）
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