一、第三代半导体技术不断突破,氮化镓将领跑半导体市场 化工新材料领域是化工行业未来发展的一个重要方向,传统化工行业随着下游需求增速放缓,市占率向龙头集中是大趋势,核心竞争门槛为成本和效率;下游仍处于快速增长的新材料领域则不同,核心的竞争壁垒为研发能力、产业链验证门槛、服务能力等,随着政策支持,国内化工新材料行业有望迎来加速成长期。氮化镓(GaN)可同时涵盖射频和功率领域,特别是在高功率和高频率领域应用效果特别出色;可广泛应用于通信、计算机、消费电子、汽车电子、航空航天、国防军工等传统产业领域;由于商业化进展快,将领跑第三代半导体市场。 化合物半导体主要材料及应用领域 资料来源:中国氮化镓行业发展深度调研与未来投资研究报告(2023-2030年) 根据观研报告网发布的《中国氮化镓行业发展深度调研与未来投资研究报告(2023-2030年)》显示,第三代半导体是指化合物半导体,包括SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)、ZnO(氧化锌)、GaO(氧化镓)、AlN(氮化铝),以及金刚石等宽禁带半导体材料(导带与禁带间能隙差Eg>2.3eV)。第三代半导体具有高击穿电场、高热导率、高电子迁移率、高工作温度等优点。 不同半导体材料性能对比
资料来源:中国氮化镓行业发展深度调研与未来投资研究报告(2023-2030年) 以SiC和GaN为代表物质制作的器件具有更大的输出功率和更好的频率特性。 GaN作为一种宽禁带材料,和硅等传统半导体材料相比,能够在更高压、更高频、更高温度的环境下运行。 氮化镓器件的优势 资料来源:中国氮化镓行业发展深度调研与未来投资研究报告(2023-2030年) 从结构上看,Si是垂直型的结构,GaN是平面型的结构,这也使得GaN的带隙远大于Si。SiC相比,GaN在成本方面表现出更强的潜力,且GaN器件是个平面器件,与现有的Si半导体工艺兼容性强,这使其更容易与其他半导体器件集成。 GaN具备带隙大( 3.4eV )、 绝缘破坏电场大( 2x 106V/cm )及饱和速度大( 2.7x 107cm/s )等Si及GaAs不具备的特点。由于容易实现异质结构,因此在LED、半导体激光器、高频及高功率元器件等领域的应用不断扩大。 氮化镓器件制作流程以及应用领域
资料来源:中国氮化镓行业发展深度调研与未来投资研究报告(2023-2030年) 硅基和碳化硅基的器件将率先商用:虽然基于GaN衬底的GaN器件,在各个性能指标都处于领先水平,但是衬底价格过高。所以硅基和碳化硅基的GaN器件将会率先商用。 基于不同工艺类型GaN器件性能对比
资料来源:中国氮化镓行业发展深度调研与未来投资研究报告(2023-2030年) 各种类型GaN器件性能对比
资料来源:中国氮化镓行业发展深度调研与未来投资研究报告(2023-2030年) 二、氮化镓获政策支持,国内投资不断扩大 自20年前出现首批商业产品以来,GaN已成为射频功率应用中LDMOS和GaAs的重要竞争对手,其性能和可靠性不断提高且成本不断降低。第一批GaN-on-SiC和GaN-on-Si器件几乎同时出现,但GaN-on-SiC技术更加成熟。目前在射频GaN市场上占主导地位的GaN-on-SiC突破了4GLTE无线基础设施市场,并有望在5G的Sub-6GHz实施方案的RRH(RemoteRadioHead)中进行部署。以氮化镓为材料的功率半导体器件可广泛应用于工业、通信、计算机、消费电子、汽车电子、航空航天、国防军工等传统产业领域。 第三代半导体材料行业是我国重点鼓励发展的产业,是支撑经济社会发展和保障国家安全的战略性和基础性产业。“十三五”时期以来,国家层面的政府部门发布了多项关于半导体行业、半导体材料行业的支持、引导政策,这些鼓励政策涉及减免企业税负、加大资金支持力度、建立产业研发技术体系等等。 氮化镓相关政策
资料来源:中国氮化镓行业发展深度调研与未来投资研究报告(2023-2030年) 随着新能源电动企业的快速发展,全球各大车企和半导体厂商都将目光瞄准以碳化硅(SiC)与氮化镓(GaN)为代表的的第三代半导体领域。 近年来氮化镓相关投资汇总
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