本文核心數(shù)據(jù):GaN 晶圓制造產(chǎn)線匯總、氮化鎵 ( GaN ) 產(chǎn)能、SiC、GaN 電子電力和 GaN 微波射頻產(chǎn)值、SiC、GaN 電力電子器件下游應(yīng)用領(lǐng)域
供給端——氮化鎵產(chǎn)值逆勢(shì)增長(zhǎng)
氮化鎵是一種無(wú)機(jī)物,化學(xué)式 GaN,是氮和鎵的化合物,是一種直接能隙 ( direct bandgap ) 的半導(dǎo)體,自 1990 年起常用在發(fā)光二極管中。此化合物結(jié)構(gòu)類(lèi)似纖鋅礦,硬度很高。氮化鎵的能隙很寬,為 3.4 電子伏特,可以用在高功率、高速的光電元件中。
在 GaN 電力電子產(chǎn)線方面,截至 2020 年底,我國(guó)已有 7 條 GaN-on-Si 晶圓制造產(chǎn)線,另有約 4 條 GaN 電力電子產(chǎn)線正在建設(shè)。
GaN 射頻產(chǎn)線方面,截至 2020 年底,我國(guó)有 5 條 4 英寸 GaN-on-SiC 生產(chǎn)線,約有 5 條 GaN 射頻產(chǎn)線正在建設(shè)。
根據(jù) CASA Research 數(shù)據(jù)顯示,在 GaN 電力電子方面,GaN-on-Si 外延片折算 6 英寸產(chǎn)能約為 28 萬(wàn)片 / 年,GaN-on-Si 器件 / 模塊折算 6 英寸產(chǎn)能約為 22 萬(wàn)片 / 年。
在 GaN 微波射頻方面,SiC 半絕緣襯底折算 4 英寸產(chǎn)能約為 18 萬(wàn)片 / 年,GaN-on-SiC 外延片折算 4 英寸產(chǎn)能約為 20 萬(wàn)片 / 年,GaN-on-SiC 器件 / 模塊折算 4 英寸產(chǎn)能約為 16 萬(wàn)片 / 年。2020 年,新能源汽車(chē)、PD 快充、5G 等下游應(yīng)用市場(chǎng)增長(zhǎng)超預(yù)期,國(guó)內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品商業(yè)化供給無(wú)法滿足市場(chǎng)需求,尤其是 SiC 電力電子和 GaN 射頻存在較大缺口。這也導(dǎo)致我國(guó)第三代半導(dǎo)體各環(huán)節(jié)國(guó)產(chǎn)化率較低,超過(guò)八成的產(chǎn)品依賴進(jìn)口。
在國(guó)內(nèi)大半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)乏力的大背景下,我國(guó)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)逆勢(shì)增長(zhǎng)。根據(jù) CASA 的統(tǒng)計(jì),2020 年我國(guó) SiC、GaN 電子電力和 GaN 微波射頻產(chǎn)值合計(jì)達(dá)到 105.5 億元,同比增長(zhǎng) 69.61%。
需求端——國(guó)防領(lǐng)域?yàn)榈壣漕l器件主要需求領(lǐng)域
目前,GaN 主要應(yīng)用在射頻及快充領(lǐng)域。SiC 重點(diǎn)應(yīng)用于新能源汽車(chē)和充電樁領(lǐng)域。我國(guó)作為全球最大的新能源汽車(chē)市場(chǎng),隨著下游特斯拉等品牌開(kāi)始大量推進(jìn) SiC 解決方案,國(guó)內(nèi)的廠商也快速跟進(jìn),以比亞迪為代表的整車(chē)廠商開(kāi)始全方位布局,推動(dòng)第三代半導(dǎo)體器件的在汽車(chē)領(lǐng)域加速。笫三代半導(dǎo)體器件在充電樁領(lǐng)域的滲透快于整車(chē)市場(chǎng),主要應(yīng)用是直流充電。
( 注:電網(wǎng)、風(fēng)力發(fā)電市場(chǎng)占比不足 1%,未在圖中顯示 )
國(guó)防軍事與航天應(yīng)用是我國(guó) GaN 微波射頻器件的主要應(yīng)用領(lǐng)域,2020 年市場(chǎng)規(guī)模占整個(gè) GaN 射頻器件市場(chǎng)的 53%; 其次是無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)施,下游市場(chǎng)占比為 36%。
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