作者/朱公子
第三代半导体
我估摸着只要是炒股或者是关注二级市场的朋友们，这几天一定都没少听这词儿，如果不是大盘这几天实在是太惨了，估计炒作行情会比现在强势的多得多。
那到底这所谓的第三代半导体，到底是个什么玩意？值不值得炒？未来的逻辑在哪儿？
接下来，只要您能耐着性子好好看，我保证给它写的人人都能整明白，这可比你天天盯着大盘有意思的多了！
一、为什么称之为第三代半导体？
1、重点词
客官们就记住一个关键词—— 材料 ，这就是前后三代半导体之间最大的区别。
2、每一代材料的简述
①第一代半导体材料： 主要是指硅（Si）、锗元素（Ge）半导体材料。
兴起时间： 二十世纪五十年代。
代表材料： 硅（Si）、锗（Ge）元素半导体材料。
应用领域： 集成电路、电子信息网络工程、电脑、手机、电视、航空航天、各类军事工程和迅速发展的新能源、硅光伏产业。
历史 意义： 第一代半导体材料引发了以集成电路（IC）为核心的微电子领域迅速发展。
对于第一代半导体材料，简单理解就是：最早用的是锗，后来又从锗变成了硅，并且几乎完全取代。
原因在于： ①硅的产量相对较多，具备成本优势。②技术开发更加完善。
但是，到了40纳米以下，锗的应用又出现了，因为锗硅通道可以让电子流速更快。现在用的锗硅在特殊的通道材料里会用到，将来会涉及到碳的应用，下文会详细讲解。
②第二代半导体材料： 以砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）为代表，是4G时代的大部分通信设备的材料。
兴起时间： 20世纪九十年代以来,随着移动通信的飞速发展、以光纤通信为基础的信息高速公路和互联网的兴起,以砷化镓、锑化铟为代表的第二代半导体材料开始崭露头角。
代表材料： 如砷化镓（GaAs）、锑化铟（InSb）；三元化合物半导体，如GaAsAl、GaAsP；还有一些固溶体半导体，如Ge-Si、GaAs-GaP；玻璃半导体（又称非晶态半导体），如非晶硅、玻璃态氧化物半导体；有机半导体，如酞菁、酞菁铜、聚丙烯腈等。
应用领域： 主要用于制作高速、高频、大功率以及发光电子器件，是制作高性能微波、毫米波器件及发光器件的优良材料。
因信息高速公路和互联网的兴起，还被广泛应用于卫星通讯、移动通讯、光通信和 GPS 导航等领域。
性能升级： 以砷化镓为例，相比于第一代半导体，砷化镓具有高频、抗辐射、耐高温的特性。
总结： 第二代是使用复合物的。也就是复合半导体材料，我们生活中常用的是砷化镓、磷化铟这一类材料，可以用在功放领域，早期它们的速度比较快。
但是因为砷含剧毒！所以现在很多地方都禁止使用，砷化镓的应用还只是局限在高速的功放功率领域。而磷化铟则可以用来做发光器件，比如说LED里面都可以用到。
③第三代半导体材料： 以氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）、氧化锌（ZnO）、金刚石为四大代表，是5G时代的主要材料。
起源时间： M国早在1993年就已经研制出第一支氮化镓的材料和器件。而我国最早的研究队伍——中国科学院半导体研究所，在1995年也起步了该方面的研究。
重点： 市场上从半年前炒氮化镓的充电器时，市场的反应一直不够强烈，那是因为当时第三代半导体还没有被列入国家“十四五”这个层级的战略部署上，所以单凭氮化镓这一个概念，是不足以支撑整个市场逻辑的！
发展现状： 在5G通信、新能源 汽车 、光伏逆变器等应用需求的明确牵引下，目前，应用领域的头部企业已开始使用第三代半导体技术，也进一步提振了行业信心和坚定对第三代半导体技术路线的投资。
性能升级： 专业名词咱们就不赘述了，通俗的说，到了第三代半导体材料这儿，更好的化合物出现了，性能优势就在于耐高压、耐高温、大功率、抗辐射、导电性能更强、工作速度更快、工作损耗更低。
有一点我觉得需要单独提一下：碳化硅与氮化镓相比较，碳化硅的发展更早一些，技术成熟度也更高一些；两者有一个很大的区别是热导率：在高功率应用中，碳化硅占据统治地位；氮化镓具有更高的电子迁移率，因而能够比碳化硅具有更高的开关速度，所以在高频率应用领域，氮化镓具备优势。
第三代半导体的应用
咱们重点说一说碳化硅 。碳化硅在民用领域应用非常广泛：其中电动 汽车 、消费电子、新能源、轨道交通等领域的直流、交流输变电、温度检测控制等。
咱先举两个典型的例子：
1.2015年，丰田 汽车 运用碳化硅MOSFET的凯美瑞试验车，逆变器开关损耗降低30%。
2.2016年，三菱电机在逆变器上用到了碳化硅，开发出了全世界最小马达。
而其他军用领域上，碳化硅更是广泛用于喷气发动机、坦克发动机、舰艇发动机、风洞、航天器外壳的温度、压力测试等。
为什么我说要重点说说碳化硅呢？因为半导体产业的基石正是 芯片 ，而碳化硅，正因为它优越的物理性能，一定是将来 最被广泛使用在制作半导体芯片上的基础材料 ！
①优越的物理性能：高禁带宽度（对应高击穿电场和高功率密度）、高电导率、高热导率。而且，碳化硅MOSFET将与硅基IGBT长期共存，他们更适合应用在高功率和高频高速领域。
②这里穿插了一个陌生词汇：“禁带宽度”，这到底是神马东西？
这玩意如果解释起来，又得引申出如“能带”、“导带”等一系列的概念，如果不是真的喜欢，我觉得大家也没必要非去研究这些，单说在第三代半导体行业板块中，能知道这一个词，您已经跑赢90%以上的小散了。
客观们就主要记住一个知识点吧： 对于第三代半导体材料，越高的禁带宽度越有优势 。
③主要形式：“衬底”。半导体芯片又分为：集成电路和分立器件。但不论是集成电路还是分立器件，其基本结构都可划分为“衬底 -外延-器件”结构，而碳化硅在半导体中存在的主要形式是作为衬底材料。
④生产工艺流程：
原料合成——晶体生长——晶锭加工——晶体切割——晶片研磨——晶片抛光——晶片检测——晶片清洗
总结：晶片尺寸越大，对应晶体的生长与加工技术难度越大，而下游器件的制造效率越高、单位成本越低。目前国际碳化硅晶片厂商主要提供4英寸至6英寸碳化硅晶片，CREE、II-VI等国际龙头企业已开始投资建设8英寸碳化硅晶片生产线。
⑤应用方向：科普完知识、讲完生产制造，最终还是要看这玩意儿怎么用，俩个关键词：功率器件、射频器件。
功率器件： 最重要的下游应用就是—— 新能源 汽车 ！
现有技术方案：每辆新能源 汽车 使用的功率器件价值约700美元到1000美元。随着新能源 汽车 的发展，对功率器件需求量日益增加，成为功率半导体器件新的增长点。
新能源 汽车 系统架构中，涉及到功率器件包括——电机驱动系统、车载充电系统（OBC）、电源转换系统（车载DC/DC）和非车载充电桩。碳化硅功率器件应用于电机驱动系统中的主逆变器。
另外还应用领域也包括——光伏发电、轨道交通、智能电网、风力发电、工业电源及航空航天等领域。
射频器件： 最重要的下游应用就是—— 5G基站 ！
微波射频器件，主要包括——射频开关、LNA、功率放大器、滤波器。5G基站则是射频器件的主要应用方向。
未来规模：5G时代的到来，将为射频器件带来新的增长动力！2025年全球射频器件市场将超过250亿美元。目前我国在5G建设全球领先，这也是对岸金毛现在狗急跳墙的原因。
我国未来计划建设360万台-492万台5G宏基站，而这个规模是4G宏基站的1.1-1.5倍。当前我国已经建设的5G宏基站约为40万台，未来仍有非常大的成长空间。
半导体行业的核心
我相信很多客官一定有这样的疑问： 芯片、半导体、集成电路 ，有什么区别？
1.半导体：
从材料方面说 ，教科书上是这么描述的：Semiconductor，是常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的一类材料；
按功能结构区分， 半导体行业可分为：集成电路（核心）、分立器件、光电器件及传感器四大类。
2.集成电路（IC， integrated circuit）：
最经典的定义就是：将晶体管、二极管等等有源元件、电阻器、电容器等无源元件，按照一定的电路互联，“集成”在一块半导体单晶片上，从而完成特定的电路或者系统功能。
3.芯片：
半导体元件产品的统称 ，是指内含集成电路的硅片，是集成电路的载体，由晶圆分割而成。硅片是一块很小的硅，内含集成电路，它是计算机或者其他电子设备的一部分。
为什么说集成电路，是半导体行业的核心？ 那是因为集成电路的销售比重，基本保持在半导体销售额的80%。
比如，2018年全球4700亿美元的半导体销售额中，集成电路共计3900亿美元，占比达84%。
第三代半导体的未来方向
中国半导体业进入IDM模式是大势所趋，其长久可持续性我非常认可。但是讲到IDM，又有一堆非常容易混淆的概念，篇幅实在是太长了，咱们就不再拆分来讲了，你只要知道IDM最牛逼就完事了！
IDM： 直译：Integrated Design and Manufacture， 垂直整合制造 。
1.IDM企业： IDM商业模式，就是国际整合元件制造商模式。其厂商的经营范围涵盖了IC设计、IC制造、封装测试等各个环节，甚至也会延伸到下游电子终端。典型厂商：Intel、三星、TI（德州仪器）、东芝、ST（意法半导体）等。
2.IDM模式优势：
（1）IDM模式的企业，内部有资源整合优势，从IC设计到IC制造所需的时间较短。
（2）IDM企业利润比较高。根据“微笑曲线”原理，最前端的产品设计、开发与最末端的品牌、营销具有最高的利润率，中间的制造、封装测试环节利润率较低。
（3）IDM企业具有技术优势。大多数的IDM企业都有自己的IP（知识产权），技术开发能力比较强，具有技术领先优势。
3.IDM重要性
IDM的重要性是不需要用逻辑去判断的，全球集成电路市场的60%由IDM企业所掌握。比如三星电子、恩智浦、英飞凌、NXP等。
4.中国为什么要发展IDM模式？
IDM模式的优势： 产业链内部直接整合、具备规模效应、有效缩短新产品上市时间、并将利润点留在企业内部。
市场的自然选择： 此外，中国已成为全球最大的集成电路消费市场，并具有丰富的劳动力资源，对于发展自有品牌的IDM具有市场优势和成本优势。
现在，无论是被M国的封锁倒逼出来，还是我们自主的选择，我们都必须开拓出一条中国IDM发展之路！
现状： 目前国内现有的所谓IDM，其制造工艺水平和设计能力相当低，比较集中在功率半导体，产品应用面较窄，规模做不大。我知道，这些事实说出来挺让人沮丧的，但这就是事实。
但正因为我们目前处在相对落后的阶段，才更加需要埋头苦干、咬牙追赶，然后一举拿下！
本来写这篇文章的时候不想说股的，但还是提几只吧，也算是给咱们国家的半导体事业做一点点微小的贡献。
射频类相关优质标的：卓胜微、中天 科技 、和而泰、麦捷 科技 ；
IDM相关优质标的：中环股份、上海贝岭、长电 科技 。
2020年全球市场，可以用跌宕起伏来形容。2020年上半年，受新冠疫情影响，全球市场普遍大跌，A股曾一度跌至2646.8点，创年内新低。
随后，全球主要央行纷纷放水，美联储资产负债表迅速扩张，全球市场情绪逐渐修复，A股也不断震荡反d，创业板指、深成指、上证综指均刷新反d以来新高纪录。
目前尽管仍是寒冬时分，但站在新的一年，A股市场又有哪些机会？
新能源 汽车 ：销量继续高增长
国内优质车型频出，海外强补贴刺激，国内外共振将带动电动车产业链景气向上。数据显示，新能源 汽车 产销两旺。据中汽协公布的11月新能源车销量情况显示，11月实现新能源车销量约20万，同比增长105%，其中纯电动新能源乘用车15.4万，同比增长137%，插电式混动乘用车月3.2万，同比增长138%。1-11月新能源 汽车 累计销量110.9万辆，同比首次转正为1.9%。根据公司公告，比亚迪、蔚来、理想、小鹏 汽车 11月新能源车销量继续高增长。
之前国务院常务会议通过了《新能源 汽车 产业发展规划》。该规划提出四大主要方向，一是加大关键技术攻关，并加强新能源 汽车 与能源、通信等产业融合，推动技术的协同发展；二是加强充换电、加氢等基础设施建设；三是鼓励加强国际合作；四是加大公共服务领域对新能源 汽车 的支持力度。2021年起，国家生态文明试验区、大气污染防治重点区域新增或更新公交、出租、物流配送等公共领域车辆，新能源 汽车 比例不低于80%。会议明确，政策目的是引导新能源 汽车 行业有序发展，推动建立新能源 汽车 全国统一市场，提高产业集中度和竞争力。有分析指出，《新能源 汽车 产业发展规划》是行业的顶层设计，从内容看表明新能源 汽车 仍是国家发展的重点。
对于板块机会，平安证券分析师朱栋建议投资者更多着眼于影响成长预期的主题事件催化，关注长城 汽车 、上汽集团、宁德时代、当升 科技 、卧龙电驱、汇川技术、先导智能、华友钴业、盛新锂能等。
潜力股精选
长城 汽车 (601633)平台打开向上空间
宁德时代(300750)市占率有望提升
当升 科技 (300073)维持较高利润水平
卧龙电驱(600580)高压电机业务稳中有进
光伏：优选细分环节龙头
中电联数据显示，1-11月份，我国新增光伏装机25.9GW，较去年同期增加7.95GW，累计同比高达44.21%，其中当月新增4.02GW，同比增长390.24%，四季度抢装潮下行业持续高增长态势。
可以看到，我国提出2030年新能源消费比重达到25%左右，风电、光伏总装机容量将达1200GW，国内“十四五”期间行业预期高增长。新时代证券分析师开文明指出，从全球能源节奏上看，全球主要国家纷纷设立碳中和目标，欧盟、日本、韩国2050年碳中和，中国2060年碳中和，将加大加速以光伏为首的低碳清洁能源的发展趋势，未来光伏主体能源的地位有望确立。短期行业层面，组件企业订单继续维持饱满，玻璃、EVA的价格上涨亦从侧面映证。从需求来看，国内需求仍然乐观，拥有户用、特高压、平价等项目支撑，四季度平价与竞价项目共振，需求有望超预期。
国海证券分析师谭倩指出，光伏行业中长期需求无忧，优选格局好的细分环节龙头，继续维持光伏行业“推荐”评级。建议关注一体化厂商隆基股份、晶澳 科技 ；推荐格局好的玻璃环节，福莱特、信义光能；推荐EVA的福斯特；另外关注逆变器环节，阳光电源、固德威、锦浪 科技 等；硅料环节，通威股份。
潜力股精选
隆基股份(601012)硅片产能行业第一
晶澳 科技 (002459)销量全球领先
福莱特(601865) 深耕光伏玻璃业务
通威股份(600438) 多晶硅成本下降
半导体：市场需求持续回升
从业绩表现来看，中国半导体行业2020年前三季度和单三季度业绩靓丽。统计数据显示，前三季度半导体行业收入同比增长23.6%，归母净利润同比增长66.3%；第三季度行业收入同比增长19.3%，归母净利润同比增长70.8%。
过去数十年全球半导体行业一直遵循螺旋式上升的规律，重大技术变革是推动行业持续增长的内在动力，受益于5G、AI、云计算、 汽车 电子IOT等新兴应用的崛起，当前半导体行业正进入上行周期。国海证券分析师吴吉森指出，当前受华为禁令等事件性影响，国内半导体产业发展不确定加大，但是发展趋势并不会改变，全面国产替代将是大势所趋，中国半导体市场广阔，加上政策资金的全面支持，我们非常看好国产半导体产业的发展前景。
银河证券分析师傅楚雄指出，据WSTS预测，在5G普及和 汽车 行业的复苏带动下2021年全球半导体市场规模将同比增长8.4%，达到4694亿美元，创下 历史 新高。受益于下游旺盛需求，预计晶圆代工环节涨价将持续到2021年上半年，同时涨价会向功率芯片、存储、MLCC等蔓延，并带动半导体设备需求增长。建议关注国内晶圆制造企业中芯国际、华润微，半导体设备龙头北方华创、中微公司，功率半导体企业闻泰 科技 ，MLCC龙头风华高科、半导体存储龙头兆易创新等。
潜力股精选
中芯国际(688981)受益国产替代加速
北方华创(002371)增长动力充足
闻泰 科技 (600745)标准件世界级龙头
晶瑞股份(300655)半导体材料龙头
欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出
微信扫一扫
支付宝扫一扫
评论列表（0条）