半導(dǎo)體材料的代表_GaN和SiC這幾大變化不得不看

雖然以碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN) 為代表的寬禁帶半導(dǎo)體材料由于面臨專利、成本等問題放緩了擴(kuò)張的步伐，但世易時移，新興市場為其應(yīng)用加速增添了新動能。據(jù)日本市調(diào)機(jī)構(gòu)富士經(jīng)濟(jì)（Fuji Keizai）最近指出，汽車電子等成為提振電源控制芯片需求的主要動力，預(yù)計2030 年全球電源控制芯片市場規(guī)模將擴(kuò)增至2807億人民幣，將較 2017 年大增 72.1%。其中，GaN和SiC勢不可擋，2030 年SiC電源控制芯片市場將增至 136億人民幣，將達(dá) 2017 年的 8.3 倍；GaN預(yù)估為 78 億人民幣，將達(dá) 2017 年的 72.2 倍。

日企大幅擴(kuò)產(chǎn)

看中這一市場走勢，在半導(dǎo)體材料先聲奪人的日本企業(yè)已高調(diào)擴(kuò)產(chǎn)。

據(jù)報道，因電動車（EV）市場擴(kuò)大，吸引東芝（Toshiba）等日本大廠紛紛對 EV 用半導(dǎo)體增產(chǎn)投資。日廠計劃增產(chǎn)的半導(dǎo)體為可讓 EV 達(dá)成節(jié)能化的電源控制芯片，東芝計劃在今后 3 年投資 300 億日元，2020 年度將電源控制芯片產(chǎn)能擴(kuò)增至 2017 年度的 1.5 倍。

三菱電機(jī)計劃在 2018 年度內(nèi)投資 100 億日元，目標(biāo)在 2020 年度結(jié)束前將以電源控制芯片為中心的“動力元件事業(yè)”營收擴(kuò)增至 2000 億日元。

另外，富士電機(jī)計劃在 2018 年度投資 200 億日元擴(kuò)增日本國內(nèi)工廠產(chǎn)能，且將在 2020 年度以后追加投資 300 億日元，目標(biāo)在 2023 年度將電源控制芯片事業(yè)營收提高至 1500 億日元，將達(dá)現(xiàn)行的 1.5 倍。

而羅姆計劃在 2024 年度結(jié)束前合計投資 600 億日元，將使用SiC的電源控制芯片產(chǎn)能擴(kuò)增至 16 倍。

雖然過高的SiC單晶材料、Cree公司的技術(shù)壟斷導(dǎo)致SiC成本過高，在技術(shù)層面面臨可靠性、封裝等問題，但這一輪擴(kuò)張潮明顯將為SiC鋪量。

8英寸GaN廠面世

GaN與SiC同為第三代半導(dǎo)體材料雙雄，并且并行不悖。有專家認(rèn)為，SiC主攻高壓器件，GaN是中壓，即100W~1200W則可選擇GaN，1200W以上則采用SiC。

GaN器件雖然具耐高電壓、耐高溫與適合在高頻操作的優(yōu)勢，諸如電動汽車、激光雷達(dá)、無線充電和5G基站的功率放大器等應(yīng)用均可從GaN的效率受益，但其同樣面臨成本、封裝等挑戰(zhàn)。而最近的趨勢表明， GaN將從以往的6英寸開始向8英寸進(jìn)發(fā)，有望緩解這一“痼疾”。

目前已有國際IDM大廠看好電動汽車產(chǎn)業(yè)前景，而預(yù)先包下世界先進(jìn)GaN產(chǎn)能，明年中世界先進(jìn)GaN產(chǎn)出將快速放量，成為全球首座8英寸GaN代工廠。

隨著GaN制造工藝在不斷進(jìn)步，將極大降低GaN的成本，進(jìn)一步助推其應(yīng)用，擠占以往砷化鎵（GaAs）市場。

國內(nèi)的機(jī)會

基于SiC、GaN功率器件的前景可期，已吸引眾多公司進(jìn)入這一市場，英飛凌、恩智浦、安森美、ST、德州儀器、羅姆、TDK、松下、東芝、等實力選手也紛紛加入戰(zhàn)局。在國內(nèi)電源管理IC廠商中，也有包括矽力杰、晶豐、士蘭微、芯朋微、東科、比亞迪等戰(zhàn)將，但顯然這一市場仍以日美歐廠商為主角。

在未來需要重新跑馬圈地的時代，一方面要注意，SiC、GaN市場的增長將為模組廠商、材料供應(yīng)商、測試廠商、制造廠商等多種不同廠商提供市場機(jī)會，并在該領(lǐng)域價值鏈上尋找自己的位置。這將打破原有產(chǎn)業(yè)鏈，為不同廠商創(chuàng)造新的洗牌機(jī)會；另一方面，國內(nèi)廠商只在某些器件如 SiC二極管等實現(xiàn)了量產(chǎn)化，但并沒有形成完整產(chǎn)業(yè)鏈，與國外的產(chǎn)業(yè)規(guī)模相比仍有很大差距，在下一個趨勢到來之際，如何加速追趕亦成為頭等大事。

根據(jù)產(chǎn)業(yè)向限分析，每個企業(yè)都需要雙擎驅(qū)動，即要有現(xiàn)金流的成熟產(chǎn)業(yè)和孵化未來產(chǎn)業(yè)的大筆投資。既然SiC、GaN的未來已來，國內(nèi)廠商在回歸到技術(shù)和產(chǎn)品性能競爭的常規(guī)市場競爭“軌道”上，亦需要加緊備戰(zhàn)，在研發(fā)、制程、封裝等方面不斷投入和加碼，這樣才不會在浪潮到來之際再失良機(jī)。