“飞秒激光研究中心”完成数千万元Pre-A轮融资
06-18
21世纪经济报道 近年来，第三代半导体大行其道，每年投资、整合、扩产不断。
8月15日，氮化镓龙头企业纳微半导体宣布收购碳化硅公司GeneSiC，将业务线拓展至碳化硅市场。
据悉，GeneSiC在碳化硅功率器件领域跻身前十，主要提供V-V全系列汽车级碳化硅MOS，收购总价值约19亿美元。
目前，碳化硅和氮化镓是第三代半导体中应用最广泛的两种材料。
其中碳化硅商业化应用较为成熟，氮化镓市场刚刚起步。
在当前的半导体世界中，硅器件仍然占据90%的市场。
第三代半导体规模仍然较小，需要进一步的技术突破，但总体增长速度很快。
在集邦咨询第三代半导体前沿趋势研讨会上，集邦咨询化合物半导体分析师龚瑞娇表示：“在全球疫情复发等客观因素影响下，消费电子等终端市场需求下降，但在电力应用方面的应用有所下降。
第三代半导体元件在各领域的渗透率持续上升。
其中，V型汽车电驱动系统、高压快速充电桩、消费电子适配器、数据中心和通信基站电源的快速发展，推升了SiC（碳化硅）/GaN（氮化镓）的市场需求）功率半导体在 2019 年有所增加。
”国内企业也在投资第三代半导体，以拓展新能源、新基建等成长型市场，但也面临挑战。
龚瑞娇告诉21世纪经济报道记者，总体来看，国产第三代半导体的困境体现在两个方面。
一是设备技术。
比如碳化硅MOS芯片与海外差距较大，主要依赖海外代工厂；其次，在原材料领域，国际上碳化硅衬底已达到8英寸，而我国刚刚进入6英寸量产。
经过十多年的发展，碳化硅已经进入商业化应用。
随着全球低碳化趋势和新能源汽车的兴起，碳化硅顺势而为，尤其是在汽车领域。
上车时的加速度。
根据TrendForce最新报告《第三代半导体功率应用市场报告》，随着越来越多的车企开始在电驱动系统中引入SiC技术，预计2020年车用SiC功率元件市场规模将达到10.7亿美元，到2020年将攀升至3.94美元十亿。
Wolfspeed中国区销售及市场副总裁张三灵表示，终端应用市场对高效率、高功率密度、节能系统设计的需求越来越大。
与此同时，各国能效标准也在不断发展。
在此背景下，SiC凭借其耐高温、更快开关、更好导热、低阻抗、更稳定等优异性能，在不同应用领域大放异彩。
他举例，以电动汽车22kW OBC（车载充电机）应用为例。
SiC器件可以帮助降低30%的功率损耗，缩短充电时间，并将功率密度提高50%，从而提高系统效率并降低系统成本。
与此同时，SiC已开始加速渗透到电动汽车、光伏储能、电动汽车充电桩、PFC/开关电源、轨道交通、逆变器等应用场景，并将逐步打开发展空间。
谈及碳化硅在汽车领域面临的挑战，龚瑞姣在接受记者采访时表示：“核心挑战在于主驱动逆变器的高可靠性要求和高成本。
产业链也在多方面降低成本。
”其中，内衬领域还有很大的空间，如普通的水晶切割工艺会损失大量的产能，另外可以采用新型激光切割等方法来减少损失。
“在电动汽车面前，国内芯片良率与国外仍有差距。
”全球制造商等待市场机遇，不断扩大碳化硅产能并投资研发。
今年4月，全球SiC材料领导者Wolfspeed正式启用其首个8英寸（毫米）SiC工厂，这也是全球最大的。
该工厂预计于2018年达产，产能将是2018年的30倍。
除了Wolfspeed之外，英飞凌今年还计划斥资超过20亿欧元在马来西亚居林建设第三家工厂。
新工厂将用于生产碳化硅和氮化镓功率半导体产品。
与此同时，更多企业正在8英寸领域取得突破。
例如，法国Soitec公司发布了首款8英寸碳化硅晶圆，中国电子材料硕科公司开发了8英寸碳化硅晶体。
目前，国内碳化硅项目层出不穷，汽车领域竞争激烈。
除了国外主要厂商外，上汽、北汽、广汽、吉利等国内大型汽车集团也在加大对本土碳化硅产业链的投资。
据泰科天润应用检测中心主任高远介绍，国内碳化硅芯片项目面临诸多问题。
例如，在6英寸和8英寸的选择上，短期内6英寸仍将占据主导地位，8英寸技术可以谨慎部署。
未来瓶颈将是国产8英寸基板的供应，芯片制造工艺亟待突破。
高源还指出，二极管已经成为红海市场，碳化硅二极管成为国产化的突破口。
然而，随着价格的不断下降，新玩家的门槛越来越高。
在碳化硅器件的主逆变器方面，国产器件需要在工业领域、OBC、车载DC-DC等方面进行充分验证，才能作为主驱动逆变器。
预计还需要3-5年时间。
氮化镓渴望拓展新市场。
纵观氮化镓热门领域，龚瑞姣表示，氮化镓材料广泛应用于功率半导体、微波射频元件、光电元件等领域。
在功率领域，目前主流的衬底类型是硅上氮化镓，Transphorm、Navitas、Innoscience等厂商均采用此类结构。
此外，在射频元件市场，碳化硅基氮化镓是主流结构。
相关厂商包括住友电工、Covo、NXP、Wolfspeed等。
目前氮化镓的主要应用场景仍然是消费电子端的充电器领域。
快速充电为其提供了商业市场，制造商也在不遗余力地拓展数据中心、电动汽车等新市场。
目前，Innosec在全球氮化镓市场排名前三，采用IDM模式在苏州、珠海建设8英寸硅基氮化镓量产线。
英诺赛克首席营销官冯雷向21世纪经济报道记者表示，氮化镓的优势不仅在充电器领域，还在数据中心和车载市场。
以数据中心电源应用为例，Innosec已经与Nvidia等国内外领先厂商合作，目前已进入验证阶段。
他进一步表示，美国制造商正在经历架构变革。
谷歌提倡将服务器电源从12V转换为48V，这样会减少电力损耗。
氮化镓的优点非常明显。
同时，Innosec也在新能源汽车领域有所布局。
冯雷表示：“进入量产的是激光雷达中驱动激光板的开关，只有氮化镓才能满足需求。
下一步，是否可以使用更高电压的氮化镓作为核心驱动器，目前还在研究中。
”正在验证阶段。
”谈及产能，冯雷告诉记者，英诺赛克目前的产能可以满足今年和明年的需求。
他认为：“2020年是氮化镓增长元年，2017年到2020年氮化镓将开始指数级增长，经历了从试产到量产应用的周期，市场将持续增长主要数据中心和服务器制造商显然正在投资开发高效氮化镓解决方案。
”从全球行业来看，氮化镓是最高效的解决方案，据报道，在材料领域，丰田已开发出超过6英寸的氮化镓单晶衬底，并收购了韩国IVWorks。
法国圣戈班氮化镓单晶基板业务；在器件领域，Nanowin产品已进入三星快速充电器，今年首个电动汽车氮化镓IC设计中心成立。
在车身OBC、DC/DC、激光雷达等方面都有很好的应用。
我们预计今年氮化镓功率组件市场规模将达到2.6亿美元，并且每年将增长至17.7亿美元。
复合增长率达到61%。
”不过，他也指出，目前氮化镓材料的成本仍然很高。
可见，一块4英寸氮化镓单晶衬底的成本约为1美元，相当于同尺寸碳化硅的约1美元。
是价格的四倍。
冯雷告诉记者：“从成本上来说，近三年来氮化镓的成本下降很快，与同功率级别的硅产品相比，从5、6倍下降到1.5倍。
未来还会进一步减少。
”随着氮化镓产业链的成熟和成本的不断降低，氮化镓功率器件的应用场景将进一步扩大。
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