华为潜心布局多年，半导体新材料百亿市场即将引爆

近期半导体板块走的不错，很多个股底部放量，走出了不错的气势。

可以回顾：

中美关税对抗即将结束，新机遇从 科技 股开始！

科技 股的逻辑不仅仅来自于光刻胶的行业消息。

更重要的是中美对抗的逻辑已发生根本的变化。

美国虽然依然会遏制 科技 的发展，但对于中端产品线会放开限制，只遏制高端，而不是前任的模式通杀。

这就给国内的产业链提供很大的发展机会。

但我们依然要看到，未来中国在自主化产业链上的投入，越来越多越来越深入

华为就是最好的自主投入产业链的案例。

从芯片设计，到全产业链的投资。

更少不了第三代半导体的大笔投入。

山东天岳先进准备冲击上市！

主要从事碳化硅衬底的研发，制造和销售。

为何华为亲自下场投了呢？

很简单，国际大厂已经在引领潮流。

特斯拉Model 3车型就使用了英飞凌和意法半导体的碳化硅单管。

碳化硅单管就是未来的大趋势，替代传统硅基IGBT。

当然除此之外，华为自己的5G基站，也要大量使用此类产品。

未来碳化硅百亿市场规模只是开始，国内各大厂商都已经开始投入研发和新的长线，争夺赛道领导权。

华为早早布局了这个产业，5G和新能源车，都是华为必争之战略要地。

看懂华为的布局，你就能先人一步看懂产业发展发现和逻辑！

这个时候，速度就是最重要的，谁先商业化量产，谁就先成功。

目前正在赛道上比拼的还有很多

传统有MOSFET技术优势的厂商：华润微，士兰微，扬杰 科技

之前写了一个科普文，介绍这些公司，可见前文：

汽车 缺芯预计长达半年！这七家公司闷声发财！

正在布局的厂商：三安光电，露笑 科技 ，楚江新材

据集微网消息：

露笑 科技 的主要产品为6英寸导电型碳化硅衬底片，设备已经进场安装调试，这意味着实验室早已成功做出样片，按理应该同步进行客户端验证，否则产品做出来卖给谁？目前导电型碳化硅最佳落地应用应该是 汽车 功率半导体领域，消息圈有传言露笑 科技 已经与国内某车企的工艺负责人有实质性接触，极有可能已经开始做产品验证

我去翻阅了官方的董秘问答内容。也看到了类似回复。

可见5月28日回复。

露笑 科技 答投资者提问碳化硅进展

答：公司经过多年艰苦卓绝的努力，在第三代半导体碳化硅这个颠覆性材料的技术方面取得突破，目前设备已经开始安装调试。

赛道刚刚发力，就有人抢跑。

现在有产品才是王道，筹划中和产品验证天差地别。

谁先拿出商业化战绩，谁就第一时间获取大量订单！

后续IGBT以及碳化硅的方向，会是市场游资和机构追逐的战场。

目前国际巨头美国CREE公司垄断了碳化硅70%的产能，且5年内的产能被意法，英飞凌，罗姆等公司长协订单绑定。

业绩和领先优势双驱动，就是最好的抱团标的，走过路过不要错过了！

风险提示：相关个股已经发力，追高有风险。

本文仅讨论行业基本面信息，请勿作为买入依据。

芯片早已经成为日常生活中不可替代的产品，任何的电子设备都会用上芯片。全球每年对芯片的需求都在几亿，几十亿颗以上。不过传统的芯片工艺几乎都是一致的，基于硅基材料生产芯片。

芯片的基础材料是硅，而硅的来源是在一堆沙子中不断提取纯度为99.99999%的硅。再将硅打磨成硅片，制成晶圆，最终经过上千道的工序形成芯片。而这一切的基础都是硅，因此市面上的芯片也被统称为硅基芯片。

然而硅基芯片也面临一个问题，那就是物理极限的限制。

随着芯片制程的不断突破，已经在向4nm，3nm甚至更先进的1nm发起 探索 ，但物理极限终会成为一道束缚。到时候硅基芯片到达尽头，可能人类 科技 也会陷入迟缓。

因此探究新工艺，新材料成为备受瞩目的热门话题。但真的有可能在硅基芯片之外取得新材料的突破吗？答案是有可能。

一则好消息传来，中国企业英诺赛科（苏州）半导体有限公司实现巨大突破，在硅基氮化镓材料上完成量产。英诺赛科已经建立起8英寸硅基氮化镓量产生产线，这也意味着不仅取得了新材料的攻克，而且进入到了量产阶段。

根据资料显示，硅基氮化镓芯片量产生产线建成之后，可实现年产值100亿，年产能也可以达到78万片硅基氮化镓芯片晶圆。

这是世界上首座氮化镓芯片量产项目，在中企的攻克下，对国产芯片的发展都会带来巨大的意义。

现如今业内正不断 探索 传统硅基芯片之外的新材料，新工艺。此前中科院研究的8英寸石墨烯晶圆就在半导体领域取得了显著进步，由于未实现量产，因此石墨烯制成的碳基芯片还处在研究阶段。

但氮化镓芯片则不同，英诺赛科已经立项建设生产线，将氮化镓推广量产。那么氮化镓能取得硅基芯片吗？性能表现又如何呢？

氮化镓属于第三代半导体材料，和硅不同的是，氮化镓无法靠自然界形成，必须要靠人工合成。其优势对比硅材料是很明显的，由氮化镓制成的器件，功率是硅的900倍。禁带宽带比硅高出3倍左右。击穿场强也高于硅11倍。

除此之外，氮化镓还有散热高，体积小，损耗小的优点。如果能够对氮化镓加以开发，取代硅基芯片是没有问题的。充电器，元器件等等部件，都能用上氮化镓。

硅基芯片统治了芯片界几十年，而研制出硅材料并掌握专利技术的是美国人。所以只要用上硅基芯片，不管有多少技术是自研的，从根源上就很难绕开美国技术。

并且摩尔定律即将到达极限已经是业内公认的事实，只不过是时间问题。当集成电路可容纳晶体管无法进一步提升时，那么就将迎来后摩尔时代的新挑战。也就是新材料，新工艺。

有的芯片企业重点研究封装，而有的则在 探索 芯片新材料。而中国要面临的后摩尔时代挑战在于产业链太宽，太长。大而不强是一个需要解决的问题，把产业链提升上去以后，才能顺利迎接挑战。

同时光刻机、光刻胶、芯片制程工艺等等，都还有很长的路要走。所以总的来说，中企能够攻克新材料，只是做好了迎接挑战的准备，真正的挑战还在后头。

美国掌握大量的芯片技术，所以2020年对中企实施芯片规则时，几乎没有一家企业能够逾越美国技术向中企攻克。这也让我们意识到，必须从根本上解决技术难题。

英诺赛科的氮化镓芯片或许只是迈出的第一步，想要改变整个芯片市场格局并非易事。所以期待能有更多的技术取得突破，到时候面对挑战，也能巍然矗立。

对英诺赛科的新材料突破你有什么看法呢？

电子发烧友网报道（文/程文智）在目前的中美贸易摩擦下，电子产业首当其冲，特别是芯片产业，据业内人士透露，现在跟美国的公司交易，周期一般都特别长，而且基本都需要提前付款和面临各种各样的审查。如果是跟华为有交易的话，还要求来自美国的技术不能超过25%。这迫使国内很多企业不得不考虑国内的供应链企业提供的产品。

在半导体行业方面，根据2018年的统计数据，美国在全球半导体市场占有的份额为48%、韩国为24%、中国除去外资企业的市场份额的话，仅占3%左右的市场份额，当然这两年这个比例可能有所提升。

即便美国已经占了如此多的市场份额，美国国防部在今年上半年，还调整了其12个重点发展的关键技术顺序，将微电子技术和5G军事技术调整到了前两位。在2019年的时候超高速、飞行器、生物技术排在前几位。

西安电子 科技 大学微电子学院副院长、宽禁带半导体国家工程研究中心马晓华在最近的一个论坛上分析称，半导体芯片的博弈是如此的激烈，主要原因是 一个技术密集型的企业，不管从材料、制造以及装备，甚至包括它的管理和运营都是非常专业的一个体系，基本上涵盖了所有技术，走在最先进的前沿。

根据整个集成电路发展规律，半导体进行已经进入了5纳米的技术节点，从常规的二维的器件向三维器件发展。技术节点的发展，带来了一个很大的挑战，就是整个加工的能力逐渐集中到极少数的企业。

对于美国来说，这几年他最大的一个优势是大量的研发投入，去年整个半导体收入有2260多亿美元，有17%的研发投入。正是因为美国的高投入，使得它能在半导体领域长期处于领导地位。不过这几年来，中国也开始加大了半导体基础方面的投入，这也是我们目前发展迅速的一个主要原因。

集成电路芯片技术发展趋势，除了常规的硅基，沿着制程不断缩小，实际上还有几个方面的发展趋势，从材料、器件和功能方面的高度融合，包括提供MEMS技术以及新型材料石墨烯的技术、光电以及通信一体化的芯片技术，甚至包括生物、传感、有源无源、功率射频如何融入一体的发展。所以未来的发展除了沿着摩尔定律制程的缩小以外，还有就是多功能的发展，以及个性化从新材料重新发展的体系。

在材料方面，除了硅基，第三代宽禁带半导体是这几年的热门技术，我国除了在硅基方面进行追赶外，在第三代半导体方面也做了很多投入，有了不少的创新研究。

其实，宽禁带半导体，经过LED照明和Micro LED的技术发展，它的市场已经比较成熟了，现在宽禁带半导体产业的产能已经有了很大的提升，成本也在逐渐下降。因此，宽禁带半导体在的电子器件，包括射频功率器件、 汽车 雷达、卫星通信，以及5G基站和雷达预警等应用领域开始得到应用。在电力电子方面，尤其是电动 汽车 应用领域，充电桩和手机充电器将是很大的一块市场。新能源 汽车 方面，特斯拉已经将碳化硅器件应用在了Model 3上，后续可能会有更多的 汽车 厂商跟进。

在未来的发展，包括未来6G通信，未来定义的业务它的频段更高，通信的速率更高，这一块未来主体的材料，硅基器件的性能已经不能满足要求，这对氮化镓器件的发展提供了更大的动力。

据马晓华介绍，西安电子 科技 大学在2000年初就开始了基于第三代半导体方面的研究。目前他们主要基于两个平台：一是宽禁带半导体器件与集成电路国家工程研究中心；二是两个国家级的重点实验室。

“我们在早期围绕着第三代半导体材料生长设备以及它解决材料生长过程中的一些关键技术问题，包括我们器件的设计、最终的应用和它的可靠性分析，整个实验室是一个非常完整的第三代半导体，材料和芯片研究的体系。目前我们实际上具备了整个小批量，可以实现大功率，或者毫米波芯片的设计和制造能力。”马晓华表示。

目前，他们主要的研发包括 面向高质量外延片的生产，包括基于碳化硅，大储存的硅寸，以及我们先进的氮化镓器件制造工艺，基于5G基站用的大功率芯片，以及高频和超高频的芯片，包括电源转换的电力电子芯片。 他还透露，“基于应用端我们也有一些功率研究以及MMIC电路的封装体系，我们也是希望和终端用户实现未来在芯片实际应用的全路径的体系。”

从2000年开始，马晓华他们的团队分别从设备、材料、芯片以及电路方面进行攻关，并取得了一定的成绩，2009年他们的设备获奖，2015年设计的器件获奖，2018、2019年在应用放，他们也获得了国家的 科技 发明，或者是 科技 进步奖。

第三代半导体方面的成果

一是氮化 镓 半导体设备。 在最开始，马晓华他们团队需要解决的是第三代半导体材料生产的设备问题，包括高温MOCVD，因为在早期，氮化镓的设备对我国的限制还比较大，但是目前问题已经基本得到了解决。国内这几年，整个MOCVD设备已经占了国内市场的50%以上。其2007年研发出的620型第三代MOCVD设备还获得了2009年国家发明二等奖。

二是氮化镓毫米波功率器件。 因为氮化镓一个很大的优势，它可以在高频条件下，实现大的功率输出。其团队研发的氮化镓毫米波功率器件实现了高频、高效率氮化镓微波功率器件的核心技术开发，其毫米波段器件和芯片技术指标达到了国际领先水平。马晓华透露说，目前他们的器件在6GHz频段能够满足5G毫米波的需求。

三是面向5G的C波段高效率氮化镓器件。 该类器件主要是面向基站使用的。目前基于4英寸或者6英寸大功率的氮化镓基站芯片，主要的应用场景是C波段，它可以实现更高的输出效率和更高的输出功率，“目前我们对100瓦基站用的芯片，效率可以到72%，这个效率相对于硅基MOCVD来讲，整个技术进展还是蛮快的。”马晓华指出。

他还进一步指出，对于脉冲方面，如果通过一些斜波的技术处理，他们也可以实现85%的效率，基本上快接近微波的极限效率。

四是低压氮化镓HEMT射频器件。 未来氮化镓器件除了在基站中使用外，能够在终端上也使用氮化镓技术呢？这就涉及到了低压氮化镓射频器件的发展了。也就是说要从新的材料体系方面去更新，实现氮化镓射频器件在终端上的应用，即在10V以下的工作电压下，是不是还能实现更高效率跟带宽的情况，“这块我们也做了前瞻的研究，在6V的工作条件下，它的效率可以达到65%以上，整个体系基本上已经接近砷化镓在目前手机中的应用效率。”马晓华透露。

五是氮化镓高线性毫米波器件。 这类器件主要解决的是快速的压缩问题。我们现在的通信对于线性主要是通过电路和系统去提升，它牺牲的是效率，马晓华指出，“我们能否从器件的结构，工作原理中提升它的线性，这个也是未来氮化镓在5G通信中非常有用的场景。”

六是氮化 镓 微波功率芯片。 他们团队在整个S波段以下，未来通信的频段都有一系列的研究成果。包括未来面向毫米波，在19-23GHz，或者23-25GHz等频段，即未来5G的毫米波通信芯片方面也做了相关的研究，他透露说，目前他们研发的芯片产品主要是基于氮化镓低噪运放、驱动功放以及功率放大器等。

七是异质结构新材料与多功能集成器件。 未来的器件，除了基于氮化镓的器件，还有很多基于异质结构，或者多功能的芯片，它的模型基于硅基的氮化镓，以及硅基CMOS器件异质集成，因为如果采用硅基的话能够大大降低氮化镓和砷化镓铟等芯片成本，实现与CMOS集成、多功能集成，大大降低功耗。“这块我们也做了一些研究，通过对不同材料的转移和建核的方法，目前也实现了对硅基材料和氮化镓材料两种器件的优势互补，在未来电力电子这块，可能它的应用场景比较高。”马晓华指出。

八是大尺寸硅基氮化镓射频技术。 如果要大量的展开应用，尤其我们的消费电子类产品，对成本的要求很高。因此，低成本、大尺寸、基于硅基的氮化镓射频技术，也是一个需要发展的产业。这些技术的发展，一定会促进氮化镓在整个产业链中的应用，同时也降低了它的应用成本。

九是氮化 镓 可靠性机理研究。 马晓华也坦承，虽然第三代半导体的研究取得了一定的成果，但目前还有很多问题需要解决，比如氮化镓的可靠性和一些机理性问题，还需要企业应用过程中逐步反映到研发机构，他们相互去解决。“目前很多基于氮化镓机理性的问题，包括它的可靠性方面，我们还有一些机理上不是那么清晰和明确，这一块可能还需要一段时间，从应用的层面和研究的层面去协同解决”。

结语

对于第三代半导体器件和集成电路未来产业的发展，目前在通信、 汽车 和智能化未来的应用方面有非常大的潜力。国内目前从事这方面研究的企业和研究机构也很多，我们需要考虑的是如何从全产业链方面布局，实现产业化的聚集，从设备、材料，芯片设计制造和封测应用、服务以及人才方面的布局。

第三代半导体是一个很好的产业，也有着很好的机遇，目前正好面临着通信的高度发展，可以说现在是发展第三代半导体最好的时代。

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