行业主要上市企业:目前国内第三代半导体行业的上市公司主要有华润微(688396)三安光电(600703)士兰微(600460)闻泰科技(600745)新洁能(605111)露笑科技(002617)斯达半导(603290)等。
定义
以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AIN)为代表的宽禁带半导体材料,被称为第三代半导体材料,目前发展较为成熟的是碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)。
与传统材料相比,第三代半导体材料更适合制造耐高温、耐高压、耐大电流的高频大功率器件,因此,其为基础制成的第三代半导体具备更宽的禁带宽度、更高的击穿电场、更高的导热率,以及更强的抗辐射能力等诸多优势,在高温、高频、强辐射等环境下被广泛应用。
行业发展现状
1、产值规模逆势增长
随着5G、新能源汽车等市场发展,第三代半导体的需求规模保持高速增长。同时,中美贸易战的影响给国产第三代半导体材料带来了发展良机。2020年以来,在国内大半导体产业增长乏力的大背景下,我国第三代半导体产业实现逆势增长。
2021年我国第三代半导体产业电力电子和射频电子两个领域实现总产值达127亿元,较2020年增长20.4%。
其中SiC、GaN电力电子产值规模达58亿元,同比增长29.6%。GaN微波射频产值达到69亿元,同比增长13.5%,较前两年稍有放缓。
2、产能大幅增长但仍供应不足
根据CASA数据显示截至2020年底,我国SiC导电型衬底折算4英寸产能约40万片/年,SiC-on-SiC外延片折算6英寸产能约为22万片/年,SiC-onSiC器件/模块(4/6英寸兼容)产能约26万片/年。
GaN-on-Si外延片折算6英寸产能约为28万片/年,GaN-on-Si器件/模块折算6英寸产能约为22万片/年。
2021年,第三代半导体产能建设项目如火如荼开展,据CASA不完全统计,2021年大陆地区SiC衬底环节新增投产项目7项,披露新增投产年产能超过57万片。三安半导体、国宏中能、同光科技、中科钢研、合肥露笑科技等企业相继宣布进入投产阶段。此外,微芯长江、南砂晶圆、泽华电子三家宣布SiC项目工程封顶。
但随着新能源汽车、5G、PD快充等市场的发展,我国国产化第三代半导体产品无法满足庞大的市场需求,目前有超过八成产品以来进口。可见第三代半导体产品国产化替代空间较大。
3、电力电子器件市场规模超70亿元
2017-2021年,中国SiC、GaN电力电子器件应用市场快速增长。2021年我国SiC、GaN电力电子器件应用市场规模达到71.1亿元,同比增长51.9%,第三代半导体在电力电子领域渗透率超过2.3%,较2020年提高了0.7个百分点。
目前,GaN电力电子器件主要应用在快充领域。SiC电力电子器件重点应用于新能源汽车和充电桩领域。我国作为全球最大的新能源汽车市场,第三代半导体器件在新能源汽车领域的渗透快于整车市场,占比达57%PD快充占9%PV光伏占了7%。
2021年,我国GaN微波射频器件市场规模约为73.3亿元,同比增长11%。其中国防军事与航天应用规模34.8亿元,成为GaN射频主要拉动因素。
全国各地5G基站建设在近几年达到高峰,2021年无线基础设施是我国GaN微波射频器件的主要应用领域,占比约50%,其次为国防军事应用,市场占比约为43%。
更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国第三代半导体材料行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》。
在受到西方国的技术封锁、原材料断供等手段之后,我国的芯片市场遭到了前所未有的打击,在这样的情况下,诸多西方媒体纷纷跳出来说着“中国芯片自主研发是妄想”等言论,但事实真就如他们所说吗?
其实随着 我国 科技 方面的不断进步,一个个 科技 难题被攻破 ,我国在芯片领域的发展可谓是突飞猛进,用ASML总裁的话来说就是: “如果继续对中国进行技术封锁,要不了多久中国就能实现芯片自主化。”
在“中国芯”的研发道路上, 不仅光刻机被荷兰ASML垄断,制造芯片的核心材料也是时常遭受“断供威胁”。
芯片的研发制作必然离不开光刻,而在光刻的过程中, 光刻胶和光刻机都是其中必不可少的一员 ,光刻胶的精密度越大则生产出的芯片就越先进。
简单来说,如果没有好的光刻胶,即便我们有最先进的EUV光刻机也是形同虚设, 光刻胶是除了光刻机之外的第二大技术难题。
高精度光刻胶的生产技术牢牢掌握在日本手中,我国只能够生产出一些低精度的光刻胶, 高精度光刻胶的来源主要是进口 ,而据数据显示, 全球市场上高端光刻胶由90%以上是由日本和美国提供,我们也时常因此被“卡脖子”。
就是在西方强国技术封锁的情况下, 我国将光刻胶自主研发提上了日程 ,并在2019年建立光刻胶的生产基地,耗时两年后终于传来了好消息: 光刻胶已经自主研发成功 ,国产光刻胶迎来曙光,为国内半导体行业的发展带来了新的希望,一举摆脱“卡脖子”的窘境。
除了制造芯片的核心材料光刻胶得到突破以外 ,我国在芯片设备研发上也传来了利好消息 ,在全球各大芯片企业研发刻蚀机无法取得突破的同时, 我国的 中微半导体公司率先研制出了3nm刻蚀机 ,并且已经完成了原型机设计、测试工作,如此高精度的刻蚀机可以说在全球都是不可多得的存在。
有人看到这可能会有些迷茫, 刻蚀机的工作原理是什么?它突破有何意义?光刻机有何不同?
其实, 刻蚀机对于“中国芯”的研发来说,也是有着举足轻重的作用 ,刻蚀机和光刻机虽然仅仅一字之差,但是它们分别是芯片制造中两个关键流程所用到的设备。
总的来说, 光刻机就如同我们的车载导航,而刻蚀机则代表着我们的车辆 ,只要跟着导航走就能够安全到达指定地点。
随着3nm刻蚀机的问世,我国的国产芯片水平更上一层楼,同时 它的出现也让不少国人们看到了“中国芯”问世的希望。
但也有部分人表示, 有着高精度刻蚀机没有高精度光刻机,“中国芯”也难以得到实现 ,但事实真就是如此吗?
一直以来,光刻机都是生产高精度芯片的核心设备,而光刻机生产技术一直牢牢掌控在荷兰ASML公司手中,而ASML又因为与美国的协议无法对我国出口光刻机,导致我国半导体领域发展一直萎靡不振。
但是最近,我国最大的光刻机厂商上海微电子传来了好消息: 其公司自主研发的28纳米光刻机已经问世并且通过认证,预计在年底可以正式交付投入使用。
国产光刻机的问世也让许多人发出质疑, 国产光 科技 的工作效率和质量能和ASML公司的光刻机媲美吗?
值得一提的是, 上微电子所研发出的光刻机进度和ASML的DUV光刻机是一样的 ,而DUV光刻机在英特尔手中被用来制造出了10纳米芯片,台积电更是用DUV光刻机量产出了7纳米芯片。
这也就意味着, 我国只要时机成熟,完全可能由现如今的量产28纳米芯片技术跳跃到量产7纳米芯片技术。
除此之外,根据我国目前对于芯片的需求来看,28纳米的芯片已经能够满足大部分市场需求,而上 海微电子研发的这台28纳米光刻机更是让“中国芯”的实现更进一步。
如今看来,在 美国芯片禁令的影响 下,虽说 对于我国半导体事业虽说有一定影响 ,但与此同时 更加快了“中国芯”的发展进程 ,美国这一做法无疑是搬起石头砸自己的脚。
我国先后在 光刻胶、蚀刻机、光刻机 等领域取得突破,所以我国想要突破芯片国产化只是时间问题, 我国的半导体行业也正在飞速发展,等到我国打造出属于自己的芯片产业链,芯片禁令也将成为笑谈!
最后,对于美国在芯片上对我国进行打压的行为,你又有什么不同的看法呢?欢迎你们在评论区与零零柒进行探讨。
任何时候,任何领域,美国都是以“美国领先”为原则。尤其在芯片领域,不管在GPU,还是在CPU方面,美国早已取得了领先的优势;在通讯领域,美国也掌握着大量通信专利。但当中国电信巨头华为的5G、芯片技术正在对美国形成反超之际,美为维护本国在 科技 领域 “领先”的优势,开始以“安全隐患”为由,对华为等中企频频出手,一系列的“禁令”,确实给华为的芯片造成了一定程度上的影响。
然而在“芯片禁令”落地之前, 华为高管徐直军就曾公开表示,美国对芯片的出口管制,必然将打开潘多拉,全球没有哪一家芯片企业能够幸免。
限制华为后,许多长期与华为合作的半导体企业,由于失去了华为这一大客户,导致半导体产品库存积压严重,比如镁光每年的营收将下滑10%左右,高通也因为失去华为将巨额芯片订单拱手让给了联发科,给别人做了嫁衣。
据消息人士透漏,因受到“禁令”的影响,美半导体产业收到的损失高达1700亿美元,合计人民币1.1万亿。也正是因为美对全球半导体产业链的干扰,外加上疫情的推波助澜,芯片供应链所带来的影响已经波及到了 汽车 行业,各大媒体频频报道,不管是大众、丰田还是福特,全球各地的 汽车 企业纷纷传来减产的消息,以便应对芯片危机。
面对如此巨大的损失,许多企业早已意识到打破全球芯片产业平衡发展的禁令,再也不能继续下去。前段时间,在一次美国举办的在线论坛会上,282家美国跨国企业“联名上奏”向美国提出了申请,希望美国的政策能减少对企业的干扰。简而言之,就是让美国企业与中国企业继续合作,让供应链回归正轨。
近日,半导体协会首席执行官Ajit Manocha也正式发声,表示应该纠正此前对中国企业的错误做法,减少供货许可的积压,同时也指出半导体协会支持振兴美国的制造业和投资研发目标。
在美国重振经济的背景下,对于华为而言,很可能将迎来转机,为什么这样说呢?
虽然美国在半导体领域一直世界领先地位,但这并不意味着想要继续生存下来就必须要用到美国的技术。就比如说光刻机,虽然ASML垄断着高端市场,但日本的佳能、尼康等光学巨头也掌握着大量光刻机制造技术;欧洲的意法半导体、英飞凌和恩智浦在半导体领域也有非常重要的分量;半导体材料方面,日本也占据了大半壁江山。
重要的是,国产半导体正在全面崛起,不管是传统的硅基芯片,还是量子芯片,其先进的技术正在与半导体商业化进行对接。如果拒绝或推迟美国企业对华为的供货许可,对以第三方产业为主的美国,对华为等企业来说,这都是损失。
关于此事,大家怎么看?
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