氮化镓属于什么行业

氮化镓属于什么行业,第1张

属于半导体行业。

氮化镓是一种无机物,化学式GaN,是氮和镓的化合物,是一种直接能隙(direct bandgap)的半导体,自1990年起常用在发光二极管中。此化合物结构类似纤锌矿,硬度很高。氮化镓的能隙很宽,为3.4电子伏特,可以用在高功率、高速的光电元件中。

材料应用

新型电子器件

GaN材料系列具有低的热产生率和高的击穿电场,是研制高温大功率电子器件和高频微波器件的重要材料。目前,随着 MBE技术在GaN材料应用中的进展和关键薄膜生长技术的突破,成功地生长出了GaN多种异质结构。用GaN材料制备出了金属场效应晶体管(MESFET)、异质结场效应晶体管(HFET)、调制掺杂场效应晶体管(MODFET)等新型器件。

光电器件

GaN材料系列是一种理想的短波长发光器件材料,GaN及其合金的带隙覆盖了从红色到紫外的光谱范围。自从1991年日本研制出同质结GaN蓝色 LED之后,InGaN/AlGaN双异质结超亮度蓝色LED、InGaN单量子阱GaNLED相继问世。目前,Zcd和6cd单量子阱GaN蓝色和绿色 LED已进入大批量生产阶段,从而填补了市场上蓝色LED多年的空白。

以上内容参考 百度百科-氮化镓

随着市场对半导体性能的要求不断提高,第三代半导体等新型化合物材料凭借其性能优势开始崭露头角,成为行业未来重要增长点。

相对于第一代(硅基)半导体,第三代半导体禁带宽度大,电导率高、热导率高。第三代半导体的禁带宽度是第一代和第二代半导体禁带宽度的近3倍,具有更强的耐高压、高功率能力。

氮化镓(GaN)和碳化硅(SiC)并称为第三代半导体材料的双雄,由于性能不同,二者的应用领域也不相同。

氮化镓、高电流密度等优势,可显著减少电力损耗和散热负载,迅速应用于变频器、稳压器、变压器、无线充电等领域,是未来最具增长潜质的化合物半导体。

与GaAs和InP等高频工艺相比,氮化镓器件输出的功率更大;与LDCMOS和SiC等功率工艺相比,氮化镓的频率特性更好。

随着行业大规模商用,GaN生产成本有望迅速下降,进一步刺激GaN器件渗透,有望成为消费电子领域下一个杀手级应用。

GaN主要应用于生产功率器件,目前氮化镓器件有三分之二应用于军工电子,如军事通讯、电子干扰、雷达等领域。

在民用领域,氮化镓主要被应用于通讯基站、功率器件等领域。氮化镓基站PA的功放效率较其他材料更高,因而能节省大量电能,且其可以几乎覆盖无线通讯的所有频段,功率密度大,能够减少基站体积和质量。

氮化镓在光电子、高温大功率器件和高频微波器件应用方面有着广阔的前景。随着5G高频通信的商业化,GaN将在电信宏基站、真空管在雷达和航空电子应用中占有更多份额。

根据Yole估计,大多数Sub 6GHz的蜂窝网络都将采用氮化镓器件,因为LDMOS无法承受如此之高的频率,而砷化镓对于高功率应用又非理想之选。

同时,由于较高的频率会降低每个基站的覆盖范围,需要安装更多的晶体管,因此市场规模将迅速扩大。

Yole预测,GaN器件收入目前占整个市场20%左右,到2025年将占到50%以上,氮化镓功率器件规模有望达到4.5亿美元。

从产业链方面来看,氮化镓分为衬底、外延片和器件环节。

尽管碳化硅被更多地作为衬底材料(相较于氮化镓),国内仍有从事氮化镓单晶生长的企业,主要有苏州纳维、东莞中镓、上海镓特和芯元基等。

从事氮化镓外延片的国内厂商主要有三安光电、赛微电子、海陆重工、晶湛半导体、江苏能华、英诺赛科等。

从事氮化镓器件的厂商主要有三安光电、闻泰 科技 、赛微电子、聚灿光电、乾照光电等。

GaN技术的难点在于晶圆制备工艺,欧美日在此方面优势明显。由于将GaN晶体熔融所需气压极高,须采用外延技术生长GaN晶体来制备晶圆。

其中日本住友电工是全球最大GaN晶圆生产商,占据了90%以上的市场份额。GaN全球产能集中于IDM厂商,逐渐向垂直分工合作模式转变。美国Qorvo、日本住友电工、中国苏州能讯等均以IDM模式运营。

近年来随着产品和市场的多样化,开始呈现设计业与制造业分工的合作模式。

尤其在GaN电力电子器件市场,由于中国台湾地区的台积电公司和世界先进公司开放了代工产能,美国Transphorm、EPC、Navitas、加拿大GaN Systems等设计企业开始涌现。

在射频器件领域,目前LDMOS(横向扩散金属氧化物半导体)、GaAs(砷化镓)、GaN(氮化镓)三者占比相差不大,但据Yoledevelopment预测,至2025年,砷化镓市场份额基本维持不变的情况下,氮化镓有望替代大部分LDMOS份额,占据射频器件市场约50%的份额。

GaAs芯片已广泛应用于手机/WiFi等消费品电子领域,GaN PA具有最高功率、增益和效率,但成本相对较高、工艺成熟度略低,目前在近距离信号传输和军工电子方面应用较多。

经过多年的发展,国内拥有昂瑞微、华为海思、紫光展锐、卓胜微、唯捷创芯等20多家射频有源器件供应商。

根据2019年底昂瑞微董事长发表的题为《全球5G射频前端发展趋势和中国公司的应对之策》的报告显示,截至报告日,国内厂家在2G/3G市场占有率高达95%;在4G方面有30%的占有率,产品以中低端为主,销售额占比仅有10%。

目前我国半导体领域为中美 科技 等领域摩擦中的卡脖子方向,是中国 科技 崛起不可回避的环节,产业链高自主、高可控仍是未来的重点方向。第三代半导体相对硅基半导体偏低投入、较小差距有望得到重点支持,并具备弯道超车的可能。

一、长方集团:关联企业晶能光电(董事长作为联合创始人),拥有的硅衬底氮化镓基LED材料与器件技术是一项改写半导体照明历史的颠覆性新技术,具有原创技术产权。

二、星徽精密:公司2019年已上市了氮化镓充电器,并在境内外销售;推出自有品牌Ravpower的氮化镓充电器和无线充电器,其中,采用Navitas氮化镓芯片的充电器体积更小更轻薄。

三、瑞丰光电:20年2月披露,氮化镓基LED芯片是公司运用到的原材料之一。

【拓展资料】

氮化镓概念股票有哪些?

1.三安光电股票600703

2020年2月,公司拟定增建包括高端氮化镓LED衬底、外延、芯片;高端砷化镓LED外延、芯片;大功率氮化镓激光器特种封装产品应用四个产品方向的研发、生产基地。

2.北方华创股票002371

2020年6月11日互动平台回复:公司可以提供GaN刻蚀设备。

3.闻泰科技股票600745

旗下安世集团拥有生产氮化镓相关的技术,安世半导体生产GaN产品车载GaN已经量产,全球最优质的氮化镓供应商之一。

4.兆驰股份股票002429

2020年2月19日公司在互动平台称:兆驰半导体能够独立完成“蓝宝石平片→图案化基板PSS→LED外延片→LED芯片”整个制作流程,有氮化镓外延片,能够提供全面的芯片解决方案。

5.航天发展股票000547

氮化镓芯片的生产与研发是旗下微系统研究院的主要业务之一。

6.士兰微股票600460

公司已建成6英寸的硅基氮化镓集成电路芯片生产线,涵盖材料生长、器件研发、GaN电路研发、封装、系统应用的全技术链。

7.和而泰股票002402

子公司铖昌科技主营业务为微波毫米波射频芯片的设计研发、生产和销售;已掌握成熟的氮化镓相控阵核忧芯片生产工艺,产品已经批量应用于航天、航空等相关型号装备。

8.利亚德股票300296

2017年2月28日公告全资子公司参股美国SAPHLUX,INC.SAPHLUX公司主要生产半极性氮化镓晶元。该公司通过特殊工艺,可以在蓝宝石衬底上有选择性的生长出特定晶面上的氮化镓材料,且具有高质量,低层错,大批量,成本基本等同于现有普通氮化镓晶元的特点,是业内第一家具有商业级半极性材料生产能力的LED材料企业。

9.华润微股票688396

2020年3月4日公司在互动平台称:公司利用现有的全产业链优势,正在从衬底材料,器件设计、制造工艺,封装工艺全方位开展硅基氮化镓的研发工作。

10.易事特股票300376

2020年2月26日公司在互动平台称:易事特作为国家第三代半导体产业技术基地(南方基地)第二大股东及推动产业创新技术发展的核心成员单位,现主要负责碳化硅、氮化镓功率器件的应用技术研发工作。公司已经研发出基于碳化硅、氮化镓器件的高效DC/AC,双向DC/DC新产品。


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