來源：第一財經 • 2020-11-26 11:45:45
中國第三代半導體正迎來發展的窗口期。第三代半導體產業技術創新戰略聯盟理事長吳玲11月24日在2020國際第三代半導體論壇上透露，雙循環模式推動國產化替代，2020年中國SiC(碳化矽)、GaN(氮化鎵)電力電子和微波射頻產值預計將約為70億元。
其中，中國的GaN微波射頻產業產值2020年將達到33.75億元，比去年的26.15億元將增長29%;SiC、GaN電力電子產業產值2020年將達到35.35億元，比去年的29.03億元將增長21.77%。
另一方面，市場規模擴大，5G加速推進GaN射頻應用迅猛增長，2020年中國GaN射頻器件市場規模約170億元;新能源汽車及消費電子成為突破口，2020年中國電力電子器件應用市場規模58.2億元。
吳玲建議，探索構建第三代半導體產業創新生態，摸索「平臺+孵化器+基金+基地」以及大中小企業融通發展的新模式，加強精準的國際與區域深度合作，共同努力使全鏈條進入世界先進行列。
明年將是氮化鎵快充元年
氮化鎵(GaN)因今年小米推出應用了相關材料的快充產品而備受矚目。作為國內已量產矽基氮化鎵的企業，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，第三代半導體氮化鎵有小體積、低能耗、高頻工作等優勢，適應帶寬更大、工作頻率更高、大電流、低損耗的市場需求。
隨著AI、數據中心、5G、新能源汽車、直流供電等的快速發展，功率半導體將迎來快速增長，預計2020~2025年複合增長率會超過10%。駱薇薇說，功率半導體未來主要增長將集中在第三代半導體，電壓等級主要會集中在30伏、150伏、650伏、900伏以上。
英諾賽科於2015年成立，2020年9月蘇州工廠建設完成，其高、低壓晶片出貨量均達數百萬顆。駱薇薇認為，氮化鎵功率半導體的產業化技術已經成熟，市場開始爆發。目前英諾賽科量產的產品是8英寸矽基氮化鎵，覆蓋從30伏到650伏。
中國新基建中5G基站、數據中心等將帶來新需求。駱薇薇說，目前矽基氮化鎵的晶片價格是矽器件的1.5倍，預計未來幾年有望與矽器件價格持平，甚至更低。所以其在消費電子領域有很大發展潛力，可覆蓋電子菸、智慧型手機、無線充、掃地機器人、無人機、筆記本電腦、電動單車。
據充電頭網統計，在智慧型手機行業中，目前已有華為、小米、OPPO、魅族、三星、努比亞、realme等多個品牌推出了氮化鎵快充產品。電商方面，目前也有17家品牌先後推出了數十款氮化鎵快充新品。已經出貨的電源廠商超過100家。
「2021年將是GaN快充元年。」駱薇薇預計，2020年GaN快充的出貨量達1000萬個，2021年GaN快充的出貨量將增長超過十倍、達到1.5億~2億個。另外，氮化鎵功率晶片應用在手機上，將可使智慧型手機有更高的效率、更高的動態響應和更小的電源佔比面積。
而氮化鎵的應用範圍不只在快充、智慧型手機等消費類電子領域，還有數據中心、柔性供電等工業領域，以及自動駕駛、車載充電機等汽車領域。如，低壓氮化鎵可應用於新一代大數據中心，以減少佔地、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希望把握髮展窗口期，快速提升產能。駱薇薇透露，英諾賽科的業務包括晶片設計、材料外延生產、晶片製造、可靠性分析，其珠海工廠月產能為4000片，蘇州工廠月產能為6.5萬片，蘇州工廠今年底試產、明年6年量產。
目前，國內多家企業及機構正在完善氮化鎵的國產化生態系統，實現產業鏈自主可控：氮化鎵封裝測試體系有華天科技、長電科技、嘉盛半導體(Carsem);磁材料有TDG(天通控股)、DMEGC(東磁);驅動、控制器有東科半導體、JOULWATT(傑華特微電子)等;測試體系有電子科技大學、中國賽寶實驗室等。
電動汽車推動碳化矽市場爆發
第三代半導體另一個重要產品碳化矽，則將受益於電動汽車行業的快速成長而迎來爆發機會。
安芯投資管理有限公司執行長、創始合伙人王永剛在上述論壇上表示，2018年至2024年碳化矽的發展方向是新能源汽車市場，年複合增長率將達到29%。全部碳化矽器件市場，預計在2023年達到15億美元。
日本豐田汽車公司功率半導體顧問、PDPlus LLC總裁濱田公守說，在2017年，電動汽車的比例僅為3%，而到2040年，預計將達到50%。在接下來的二十年裡，電動汽車的份額將迅速增加。即使只看未來五年，電動汽車市場也會大幅增加。
碳化矽器件主要適合純電動車，因此碳化矽器件會與矽器件長期並存。濱田公守說，在純電動車中，使用碳化矽器件的方案會貴300美元。到2025年，行駛300公裡的電池費用預計約為10000美元，如果電池效率提升3%，電池費用將下降300美元，節省的費用將可以抵消增加的費用。
在碳化矽(SiC)全球產業地圖中，襯底領域有日本制鐵集團、天科合達、同光晶體下的河北同光、泰科天潤;外延領域有瀚天天成、東莞天域、昭和電工;設計領域有創能動力(APS香港團隊)、上海詹芯電子等。而今年三安光電收購了北電新材，也是為了掌握上遊碳化矽材料。
展望中國第三代半導體產業的未來，吳玲預計，到2025年，5G通信基站所需GaN射頻器件的國產化率將達到80%;第三代半導體功率器件將在高速列車、新能源汽車、工業電機、智能電網等領域規模應用;Mini/Micro LED、深紫外等材料及晶片產業化可實現在健康醫療、公共安全、信息交互等領域的創新應用。到2030年，國內將形成1~3家世界級龍頭企業，帶動產值超過3萬億元，年節電萬億度。