氮化镓市场风口来临 国内哪些企业在布局？

日前，华为旗下哈勃投资入股山东天岳的消息，以碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）为代表的第三代半导体材料再次走入大众视野，引起业界重点关注。

事实上，随着半导体技术不断进步，对半导体器件性能、效率、小型化要求的越来越高，传统硅半导体材料逐渐无法满足性能需求，碳化硅、氮化镓等第三代半导体材料凭借着优异的性能，早已成为当前世界各国竞相布局的焦点，我国在加速发展集成电路产业的同时，把发展第三代半导体技术列入国家战略。

如今5G时代到来，将推动半导体材料实现革命性变化。其中，氮化镓器件以高性能特点广泛应用于通信、国防等领域，其市场需求有望在5G时代迎来爆发式增长。风口来临，我国目前有哪些企业在布局？下面将从衬底、外延片、制造及IDM几大分类盘点国内氮化镓主要企业。

GaN衬底企业

东莞市中稼半导体 科技 有限公司

东莞市中镓半导体 科技 有限公司成立于2009年1月，总部设于广东东莞，总注册资本为1.3亿元人民币，总部设立厂房办公区等共17000多平方米，并在北京有大型研发中心，为中国国内一家专业生产氮化镓衬底材料的企业。

官网显示，中镓半导体已建成国内首家专业的氮化镓衬底材料生产线，制备出厚度达1100微米的自支撑GaN衬底，并能够稳定生产。2018年2月，中镓半导体实现4英寸GaN自支撑衬底的试量产。

东莞市中晶半导体 科技 有限公司

东莞市中晶半导体 科技 有限公司成立于2010年，是广东光大企业集团在半导体领域继中镓半导体、中图半导体后布局的第三个重点产业化项目。

中晶半导体主要以HVPE设备等系列精密半导体设备制造技术为支撑，以GaN衬底为基础，重点发展Mini/MicroLED外延、芯片技术，并向新型显示模组方向延展；同时，中晶半导体将以GaN衬底材料技术为基础，孵化VCSEL、电力电子器件、化合物半导体射频器件、车灯封装模组、激光器封装模组等国际前沿技术，并进行全球产业布局。

苏州纳维 科技 有限公司

苏州纳维 科技 有限公司成立于2007年，致力于氮化镓单晶衬底的研发与产业化，实现了2英寸氮化镓单晶衬底的生产、完成了4英寸产品的工程化技术开发、突破了6英寸的关键技术，现在是国际上少数几家能够批量提供2英寸氮化镓单晶产品的单位之一。

据官网介绍，目前纳维 科技 GaN单晶衬底产品已提供给300余家客户使用，正在提升产能向企业应用市场发展，重点突破方向是蓝绿光半导体激光器、高功率电力电子器件、高可靠性高功率微波器件等重大领域。

镓特半导体 科技 （上海）有限公司

镓特半导体 科技 （上海）有限公司成立于2015年4月，主要从事大尺寸的高质量、低成本氮化镓衬底的生长，以推动诸多半导体企业能够以合理价来购买并使用氮化镓衬底。镓特半导体已自主研发出HVPE设备，并用以生长高质量的氮化镓衬底。

官网显示，借助自主研发的HVPE设备，镓特半导体已成功生长出4英寸的自支撑氮化镓衬底。镓特半导体表示，未来几年内将建成全球最大的氮化镓衬底生长基地，以此进一步推广氮化镓衬底在半导体材料市场上的广泛应用，并将依托自支撑GaN衬底进行中下游的高端LED、电力电子及其他器件的研发和制造。

GaN外延片企业

苏州晶湛半导体有限公司

苏州晶湛半导体有限公司成立于2012年3月，致力于氮化镓（GaN）外延材料的研发和产业化。2013年8月，晶湛半导体开始在苏州纳米城建设GaN外延材料生产线，可年产150mm氮化镓外延片2万片；2014年底，晶湛半导体发布其商品化8英寸硅基氮化镓外延片产品。

官网介绍称，截至目前，晶湛半导体已完成B轮融资用于扩大生产规模，其150mm的GaN-on-Si外延片的月产能达1万片。晶湛半导体现已拥有全球超过150家的著名半导体公司、研究院所客户。

聚能晶源（青岛）半导体材料有限公司

聚能晶源（青岛）半导体材料有限公司成立于2018年6月，专注于电力电子应用的外延材料增长。针对外延材料市场，聚能晶源正在开发硅基氮化镓材料生长技术并销售硅基氮化镓外延材料作为产品。

2018年12月，聚能晶源成功研制了达到全球业界领先水平的8英寸硅基氮化镓（GaN-on-Si）外延晶圆。该型外延晶圆在实现了650V/700V高耐压能力的同时，保持了外延材料的高晶体质量、高均匀性与高可靠性，可以完全满足产业界中高压功率电子器件的应用需求。

北京世纪金光半导体有限公司

北京世纪金光半导体有限公司成立于2010年12月，经过多年发展，世纪金光已成为集半导体单晶材料、外延、器件、模块的研发、设计、生产与销售于一体的、贯通第三代半导体全产业链的企业。

在碳化硅领域，世纪金光已实现碳化硅全产业链贯通，氮化镓方面，官网显示其目前则以氮化镓基外延片为主。

聚力成半导体（重庆）有限公司

聚力成半导体（重庆）有限公司成立于2018年9月，是重庆捷舜 科技 有限公司在大足区设立的公司。2018年9月，重庆大足区政府与重庆捷舜 科技 有限公司签约，拟在重庆建设“聚力成外延片和芯片产线项目”。

2018年11月，聚力成半导体（重庆）有限公司举行奠基仪式，项目正式开工。该项目占地500亩，计划投资50亿元，将在大足高新区建设集氮化镓外延片、氮化镓芯片的研发与生产、封装测试、产品设计应用为一体的全产业链基地。2019年6月5日，该项目一期厂房正式启用，预计将于今年10月开始外延片的量产。

GaN制造企业

成都海威华芯 科技 有限公司

成都海威华芯 科技 有限公司成立于2010年，是国内首家提供6英寸砷化镓/氮化镓微波集成电路的纯晶圆代工企业。据了解，海威华芯由海特高新和央企中电科29所合资组建，2015年1月，海特高新以5.55亿元收购海威华芯原股东股权，并以增资的方式取得海威华芯52.91%的股权成为其控股股东，从而涉足高端化合物半导体集成电路芯片研制领域。

海威华芯6英寸第二代/第三代半导体集成电路芯片生产线已于2016年8月投入试生产。官网显示，海威华芯已开发了5G中频段小于6GHz的基站用氮化镓代工工艺、手机用砷化镓代工工艺，发布了毫米波频段用0.15um砷化镓工艺。砷化镓VCSEL激光器工艺、电力电子用硅基氮化镓制造工艺在2019年也取得了较大的进展。

厦门市三安集成电路有限公司

厦门市三安集成电路有限公司成立于2014年，是LED芯片制造公司三安光电下属子公司，基于氮化镓和砷化镓技术经营业务，是一家专门从事化合物半导体制造的代工厂，服务于射频、毫米波、功率电子和光学市场，具备衬底材料、外延生长以及芯片制造的产业整合能力。

三安集成项目总规划用地281 亩，总投资额30亿元，规划产能为30万片/年GaAs高速半导体外延片、30万片/年GaAs高速半导体芯片、6万片/年GaN高功率半导体外延片、6万片/年GaN高功率半导体芯片。官网显示，三安集成在微波射频领域已建成专业化、规模化的4英寸、6英寸化合物晶圆制造产线，在电子电路领域已推出高可靠性、高功率密度的SiC功率二极管及硅基氮化镓功率器件。

华润微电子有限公司

华润微电子有限公司是华润集团旗下负责微电子业务投资、发展和经营管理的企业，亦是中国本土具有重要影响力的综合性微电子企业，其聚焦于模拟与功率半导体等领域，业务包括集成电路设计、掩模制造、晶圆制造、封装测试及分立器件，目前拥有6-8英寸晶圆生产线5条、封装生产线2条、掩模生产线1条、设计公司3家，为国内拥有完整半导体产业链的企业。

2017年12月，华润微电子完成对中航（重庆）微电子有限公司（后更名为“华润微电子（重庆）有限公司”）的收购，重庆华润微电子采用8英寸0.18微米工艺技术进行芯片生产，并在主生产线外建有独立的MEMS和化合物半导体工艺线，具备氮化镓功率器件规模化生产制造能力。

杭州士兰微电子股份有限公司

杭州士兰微电子股份有限公司成立于成立于1997年，专业从事集成电路芯片设计以及半导体相关产品制造，2001年开始在杭州建了第一条5英寸芯片生产线，现已成为国内集成电路芯片设计与制造一体（IDM）企业。

近年来，士兰微逐步布局第三代化合物功率半导体。2017年，士兰微打通一条6英寸的硅基氮化镓功率器件中试线。2018年10月，士兰微厦门12英寸芯片生产线暨先进化合物半导体生产线开工，其中4/6英寸兼容先进化合物半导体器件生产线总投资50亿元，定位为第三代功率半导体、光通讯器件、高端LED芯片等。

GaN IDM企业

苏州能讯高能半导体公司

苏州能讯高能半导体有限公司成立于2011年，致力于宽禁带半导体氮化镓电子器件技术与产业化，为5G移动通讯、宽频带通信等射频微波领域和工业控制、电源、电动 汽车 等电力电子领域等两大领域提供高效率的半导体产品与服务。

能讯半导体采用整合设计与制造（IDM）的模式，自主开发了氮化镓材料生长、芯片设计、晶圆工艺、封装测试、可靠性与应用电路技术，目前公司拥有专利256项。该公司在江苏建有一座氮化镓（GaN）电子器件工厂，厂区占地55亩，累计投资10亿元。

江苏能华微电子 科技 发展有限公司

江苏能华微电子 科技 发展有限公司成立于2010年6月，是由国家千人计划专家朱廷刚博士领衔的、由留美留澳留日归国团队创办的一家专业设计、研发、生产、制造和销售以氮化镓为代表的复合半导体高性能晶圆、以及用其做成的功率器件、芯片和模块的高 科技 公司。

能华微电子先后承担了国家电子信息产业振兴和技术改造专项的大功率GaN功率电子器件及其材料的产业化项目、国家重点研发计划战略性先进电子材料重点专项的GaN基新型电力电子器件关键技术项目等。2017年，能华微电子建成8英寸氮化镓芯片生产线并正式启用。

英诺赛科（珠海） 科技 有限公司

英诺赛科（珠海） 科技 有限公司成立于2015年12月，该公司采用IDM 全产业链模式，致力于打造一个集研发、设计、外延生长、芯片制造、测试与失效分析为一体的第三代半导体生产平台。2017年11月，英诺赛科的8英寸硅基氮化镓生产线通线投产，成为国内首条实现量产的8英寸硅基氮化镓生产线，主要产品包括30V-650V氮化镓功率与5G射频器件。

2018年6月，总投资60亿元的英诺赛科苏州半导体芯片项目开工，今年8月30日项目主厂房封顶，预计12月底生产设备正式进厂，2020年可实现规模化量产。该项目聚焦在氮化镓和碳化硅等核心产品，将打造将成为集研发、设计、外延生产、芯片制造、分装测试等于一体的第三代半导体全产业链研发生产平台。

大连芯冠 科技 有限公司

大连芯冠 科技 有限公司成立于2016年3月，该公司采用整合设计与制造（IDM）的商业模式，主要从事第三代半导体硅基氮化镓外延材料及电力电子器件的研发、设计、生产和销售，产品应用于电源管理、太阳能逆变器、电动 汽车 及工业马达驱动等领域。

官网介绍称，芯冠 科技 已建成首条6英寸硅基氮化镓外延及功率器件晶圆生产线。2019年3月，芯冠 科技 在国内率先推出符合产业化标准的650伏硅基氮化镓功率器件产品（通过1000小时HTRB可靠性测试），并正式投放市场。

江苏华功半导体有限公司

江苏华功半导体有限公司成立于2016年5月，注册资本为2亿元人民币，一期投入10亿元人民币。官网介绍称，目前公司已全面掌握大尺寸Si衬底高电导、高耐压、高稳定性的GaN外延技术并掌握具有自主知识产权的增强型功率电子器件制造技术。

根据官网显示，华功半导体可提供2英寸、4英寸、6英寸及8英寸GaN-on-Si功率电子器件用外延片产品，并基于华功自有知识产权的GaN-on-Si外延技术设计和制造，提供650V/5A-60A系列化高速功率器件。

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LED用衬底材料一般有蓝宝石衬底，碳化硅衬底及硅衬底三种，其中蓝宝石衬底应用最广泛，因为其加工方法以及加工成本等与其他两种相比较都有不小的优势。虽说在晶格匹配上面是氮化镓衬底砷化镓衬底最为匹配，但其生产加工方法要比碳化硅及硅等都更难上加难。

当前用于GaN基LED的衬底材料比较多，但是能用于商品化的衬底目前只有两种，即蓝宝石和碳化硅衬底。其它诸如GaN、Si、ZnO衬底还处于研发阶段，离产业化还有一段距离。

一、红黄光LED

红光LED以GaP(二元系)、AlGaAs(三元系)和AlGaInP(四元系)为主，主要采用GaP和GaAs作为衬底，未产业化的还有蓝宝石Al2O3和硅衬底。 　

1、GaAs衬底：在使用LPE生长红光LED时，一般使用AlGaAs外延层，而使用MOCVD生长红黄光LED时，一般生长AlInGaP外延结构。外延层生长在GaAs衬底上，由于晶格匹配，容易生长出较好的材料，但缺点是其吸收这一波长的光子，布拉格反射镜或晶片键合技术被用于消除这种额外的技术问题。

2、GaP衬底：在使用LPE生长红黄光LED时，一般使用GaP外延层，波长范围较宽565-700nm使用VPE生长红黄光LED时，生长GaAsP外延层，波长在630-650nm 之间而使用MOCVD时，一般生长AlInGaP外延结构，这个结构很好的解决了GaAs衬底吸光的缺点，直接将LED结构生长在透明衬底上，但缺点是晶格失配，需要利用缓冲层来生长InGaP和AlGaInP结构。另外，GaP基的III-N-V材料系统也引起广泛的兴趣，这种材料结构不但可以改变带宽，还可以在只加入0.5 %氮的情况下，带隙的变化从间接到直接，并在红光区域具有很强的发光效应(650nm)。采用这样的结构制造LED，可以由GaNP 晶格匹配的异质结构，通过一步外延形成LED结构，并省去GaAs衬底去除和晶片键合透明衬底的复杂工艺。

二、蓝绿光LED

用于氮化镓研究的衬底材料比较多，但是能用于生产的衬底目前只有二种，即蓝宝石Al2O3和碳化硅SiC衬底。

1、氮化镓衬底：用于氮化镓生长的最理想的衬底自然是氮化镓单晶材料，这样可以大大提高外延片膜的晶体品质，降低位元错密度，提高器件工作寿命，提高发光效率，提高器件工作电流密度。可是，制备氮化镓体单晶材料非常困难，到目前为止尚未有行之有效的办法。有研究人员通过HVPE方法在其他衬底(如Al2O3、SiC、LGO)上生长氮化镓厚膜，然后通过剥离技术实现衬底和氮化镓厚膜的分离，分离后的氮化镓厚膜可作为外延用的衬底。这样获得的氮化镓厚膜优点非常明显，即以它为衬底外延的氮化镓薄膜的位元错密度，比在Al2O3、SiC上外延的氮化镓薄膜的位元错密度要明显低但价格昂贵。因而氮化镓厚膜作为半导体照明的衬底之用受到限制。

2、蓝宝石Al2O3衬底：目前用于氮化镓生长的最普遍的衬底是Al2O3，其优点是化学稳定性好、不吸收可见光、价格适中、制造技术相对成熟不足方面虽然很多，但均一一被克服，如很大的晶格失配被过渡层生长技术所克服，导电性能差通过同侧P、N电极所克服，机械性能差不易切割通过雷射划片所克服，很大的热失配对外延层形成压应力因而不会龟裂。但是，差的导热性在器件小电流工作下没有暴露出明显不足，却在功率型器件大电流工作下问题十分突出。

3、SiC衬底：除了Al2O3衬底外，目前用于氮化镓生长衬底就是SiC，它在市场上的占有率位居第2，目前还未有第三种衬底用于氮化镓LED的商业化生产。它有许多突出的优点，如化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等，但不足方面也很突出，如价格太高、晶体品质难以达到Al2O3和Si那麼好、机械加工性能比较差。 另外，SiC衬底吸收380 nm以下的紫外光，不适合用来研发380 nm以下的紫外LED。由于SiC衬底优异的的导电性能和导热性能，不需要像Al2O3衬底上功率型氮化镓LED器件采用倒装焊技术解决散热问题，而是采用上下电极结构，可以比较好的解决功率型氮化镓LED器件的散热问题。目前国际上能提供商用的高品质的SiC衬底的厂家只有美国CREE公司。

4、Si衬底：在硅衬底上制备发光二极体是本领域中梦寐以求的一件事情，因为一旦技术获得突破，外延片生长成本和器件加工成本将大幅度下降。Si片作为GaN材料的衬底有许多优点，如晶体品质高，尺寸大，成本低，易加工，良好的导电性、导热性和热稳定性等。然而，由于GaN外延层与Si衬底之间存在巨大的晶格失配和热失配，以及在GaN的生长过程中容易形成非晶氮化硅，所以在Si 衬底上很难得到无龟裂及器件级品质的GaN材料。另外，由于硅衬底对光的吸收严重，LED出光效率低。

5、ZnO衬底：之所以ZnO作为GaN外延片的候选衬底，是因为他们两者具有非常惊人的相似之处。两者晶体结构相同、晶格失配度非常小，禁带宽度接近(能带不连续值小，接触势垒小)。但是，ZnO作为GaN外延衬底的致命的弱点是在GaN外延生长的温度和气氛中容易分解和被腐蚀。目前，ZnO半导体材料尚不能用来制造光电子器件或高温电子器件，主要是材料品质达不到器件水准和P型掺杂问题没有真正解决，适合ZnO基半导体材料生长的设备尚未研制成功。今后研发的重点是寻找合适的生长方法。但是，ZnO本身是一种有潜力的发光材料。 ZnO的禁带宽度为3.37 eV，属直接带隙，和GaN、SiC、金刚石等宽禁带半导体材料相比，它在380 nm附近紫光波段发展潜力最大，是高效紫光发光器件、低阈值紫光半导体雷射器的候选材料。ZnO材料的生长非常安全，可以采用没有任何毒性的水为氧源，用有机金属锌为锌源。

6、ZnSe衬底：有人使用MBE在ZnSe衬底上生长ZnCdSe/ZnSe等材料，用于蓝光和绿光LED器件，最先由住友公司推出，由于其不需要荧光粉就可以实现白光LED的目标，故可降低成品，同时电源回路构造简单，其 *** 作电压也比GaN白光LED低。但是其并没有推广，这是因为由于使用MOCVD，p型参杂没有很好解决，试验中需要用到Sb来参杂，所以一般采用MBE生长，同时其发光效率较低，，而且由于自补偿效应的影响，使得其性能不稳定，器件寿命较短。

现在蓝宝石衬底是最为广泛应用的，晶体主要材料来自美国，俄罗斯，台湾，大陆也开始慢慢起来了

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