自從9月政策面放出大利好消息,第三代半導體至今持續火熱,然而,常讓人心生疑惑的是,第三代半導體一火,為何LED概念股狂漲?這兩者之間到底有何關係?
前段時間,參加了一場以「第三代半導體與微顯示」為主題的論壇,中國科學院江風益院士、廣東第三代半導體研究中心劉揚主任等數十人,一起就第三代半導體與LED這兩個產業展開了深度探討。其中有現場觀眾提了兩個有意思的問題:
1)LED、微LED顯示與第三代半導體是什麼樣的關係?
2)LED和矽產業相比,誰更有優勢進軍第三代半導體?
今天我們就來揭開這兩個問題的問答,以及看看,都有哪些LED企業正在布局第三代半導體;此外,當前,又有哪些第三代半導體相關的重點上市公司值得研究。
LED、微LED顯示與第三代半導體的關係
我們先來看看第三代半導體的基本定義,再對定義進行解讀。
第三代半導體是指以氮化鎵(GaN)、碳化矽(SiC)等為代表的寬禁帶半導體材料。與第一代矽(Si)、第二代砷化鎵(GaAs)半導體材料相比,第三代半導體具有禁帶寬度大、擊穿電場高、熱導率大、電子飽和漂移速度高、介電常數小等獨特的性能,使其在光電器件、功率器件、射頻微波器件、雷射器和探測器件等方面展現出巨大的潛力,是世界各國半導體研究領域的熱點。
以上定義透露幾個信息:
1) 第三代半導體與第一代和第二代半導體材料之間,不是直接的完全替代關係,而是基於不同的材料特性,適用於不同的應用場景;以電力電子的功率器件應用為例,0-300V是Si材料佔據優勢,600V以上更適合SiC戰場,300V-600V之間則是GaN材料的優勢領域。
2)基於第三代半導體的寬禁帶特性,可窺見其在光電器件、功率器件、射頻微波器件等領域具備巨大潛力;
3)但同時需要注意的是,在光電器件應用領域,以LED為代表的材料,從中村修二等發明藍光後,目前已經發展了近20年,主要應用於照明、顯示和不可見光等領域,大部分襯底材料採用藍寶石(Sapphire),部分採用碳化矽(SiC),外延採用氮化鎵(GaN),是迄今為止,第三代半導體材料中,非常成熟也是非常成功的應用。但目前產業界嚴格意義上定義的新技術戰場:實際上主要指功率器件、射頻微波器件及其上下遊相關產業鏈。現在政策利好的第三代半導體,主要應用於射頻、功率等領域,是一個升級的應用過程。
4)不過,值得關注的是,在光電領域,UVC LED、微LED顯示(Mini & Micro LED製成的顯示),是LED產業目前技術含量最高,處在即將爆發、最佳投資時機階段的朝陽領域,故與第三代半導體,在技術含金量和投資熱度上,有異曲同工之妙。
LED VS傳統矽產業
從產業鏈上看,LED與傳統矽基企業進入第三代半導體各有優勢。但嚴格來說,功率器件和射頻是一個發展較久的產業,原本的矽產業玩家對於該產業的理解和經營邏輯都非常熟悉,但對於LED企業來說則相對陌生。而LED企業的機會在於,氮化鎵外延原本就是LED的關鍵製程之一,所以整體產業擁有完整和成熟的GaN平臺(生產製作GaN外延片優勢), 未來這一環節則更有機會切入。
所以,所謂隔行如隔山,雖目前進入第三代半導體已有較為成功的公司案例,如有原本在LED產業叱吒風雲的科銳CREE和三安SANAN,但從LED進入功率器件或射頻器件產業鏈,仍然也面臨諸多挑戰。
而對於傳統的矽基企業來說,需要思考和平衡的則是,第三代半導體作為新的技術,必然會改變原本已經佔領的市場份額,是包袱還是優勢,取決於企業的戰略決策。
或許,既有LED產業又有矽基產業經驗的企業,更勝一籌,比如CREE、士蘭微等。
正在布局第三代半導體的LED企業
目前,在LED產業,至少有8家企業已經對第三代半導體產業進行布局。以下這些上市企業若跟隨第三代半導體的火熱而股價上漲,則還算情理之中。
其中三安光電動作明顯,已經有一定的確認收入(三安集成上半年收入3.75億元,同比增加680%),其中氮化鎵射頻產品重要客戶產能正逐步爬坡,電力電子產品客戶累計超過60 家,27種產品已進入批量量產階段。
此外直接用錢投票的還有華燦光電,3億元定增募資進入電子電力GaN器件研發和生產。
晶元光電則早已於2018年,宣布邁向2.0,通過拆分獨立子公司,期望在三五族半導體上實現更多可能。
士蘭微則既是LED產業也是功率器件產業的知名廠商,目前也已經在研發第三代半導體相關功率器件產品。
而在器件端,以國星光電為代表的龍頭企業,也正在積極布局第三代半導體器件技術。目前已經特別成立第三代半導體及微顯示研究院。
第三代半導體相關重點上市公司
以上為第三代半導體相關重點上市公司以及相關布局動態。除上述之外,在SiC 襯底和GaN襯底上,國內知名公司還有山東天嶽、同光晶體、中鎵半導體;在外延領域有東莞天域、瀚天天秤、泰科天潤、中電科55所,晶湛半導體、江蘇能華、蘇州能迅,快充應用領域的英諾賽科等等。
而在國際上,英飛凌科技、美國科銳CREE、美國II-VI 二六、日本羅姆半導體等為重要的龍頭企業。其中科銳CREE是從LED全面轉型第三代半導體的典型成功代表。
綜上所述
目前,傳統的功率器件和射頻器件廠商在積極進入,LED產業的上中下遊也均有企業開始布局,處於競爭激烈的非常期。這也進一步預示著,第三代半導體產業正在引起廣泛關注和投資。而以LED產業角度看,從LED到三五族半導體延伸,也正成為LED(尤其是中上遊)企業轉型方向的重要選擇。