8月26日，安徽格恩半導體有限公司氮化鎵激光芯片產品發(fā)布會圓滿舉行。本次格恩半導體共發(fā)布了十多款令人期待的氮化鎵激光芯片產品，包括藍光、綠光及紫光等系列，這些產品關鍵性能指標已達到國外同類產品的先進水平，充分展示了格恩半導體在氮化鎵激光芯片領域的超強技術實力和國內領先水平，并將有力促進國內氮化鎵激光全產業(yè)鏈的蓬勃發(fā)展。

據了解，氮化鎵半導體激光器具有體積小、壽命長、效率高等優(yōu)點，波長范圍覆蓋可見光和紫外波段，應用場景包括激光顯示、工業(yè)加工、激光照明、激光通訊、激光醫(yī)療等眾多領域，近年來總體市場需求呈現較高的復合增長趨勢，由于氮化鎵激光技術壁壘較高，長期被國外少數企業(yè)壟斷，我國企業(yè)需求全部依賴進口。

近年來，格恩半導體集中優(yōu)勢資源力量，憑借在化合物半導體、尤其是氮化鎵材料領域豐富的研發(fā)和生產經驗，攻克了一系列技術難點，成為國內首家可以規(guī)模量產氮化鎵激光芯片的企業(yè)。目前，格恩半導體已具備覆蓋氮化鎵激光器結構設計、外延生長、芯片制造、封裝測試全系列工程技術能力及量產制造能力，擁有國際領先的半導體研發(fā)與量產設備500余臺，以及行業(yè)先進的產品研發(fā)平臺和自動化生產線。

本次發(fā)布會的舉辦，意味著我國在氮化鎵激光芯片領域已真正實現突破，打破了被國外企業(yè)長期壟斷的局面，填補了國內氮化鎵激光芯片產業(yè)化空白，在我國半導體激光器的發(fā)展史上具有里程碑的意義。這是安徽企業(yè)在解決“卡脖子”難題中，勇挑重擔、創(chuàng)新發(fā)展的一個縮影；更是六安市落實省委省政府制造強省戰(zhàn)略，加快現代化美好安徽建設的生動實踐。


“后來者居上”的第三代半導體材料氮化鎵

眾所周知，第一代半導體材料代表是硅，主要解決數據運算、存儲的問題；第二代半導體材料以砷化鎵為代表，它被應用到于光纖通訊，主要解決數據傳輸的問題；而第三代半導體，除了碳化硅，就是近幾年聲名鵲起，后來者居上的“氮化鎵”了。

氮化鎵作為第三代半導體材料的前沿代表，與前代半導體材料相比，多項指標有顯著提升。氮化鎵是氮和鎵的化合物，需要由人工合成，結構類似纖鋅礦。

從特性上來看，作為時下新興的半導體工藝技術，氮化鎵具有超越硅的多種優(yōu)勢。與傳統的硅材料相比，氮化鎵(GaN)具有禁帶寬度大、擊穿電場強、導通電阻低、電子遷移率高、轉換效率高、熱導率高、損耗低等優(yōu)點。

在早期，氮化鎵廣泛運用于新能源汽車、軌道交通、智能電網、半導體照明、新一代移動通信等。隨著技術突破，成本逐漸得到控制，目前氮化鎵還被廣泛運用到消費類電子等領域，上文提到的充電器便是其中重要的一項。

隨著相關技術不斷取得突破，未來，氮化鎵不再局限于快充等消費電子市場，可廣泛應用于通信、計算機、汽車電子、航空航天、國防軍工等傳統產業(yè)領域。

氮化鎵器件有望持續(xù)放量

第三代半導體材料憑借其優(yōu)越性、實用性和戰(zhàn)略性，被許多發(fā)達國家已經列入國家計劃，進行全面部署，包括氮化鎵在內的器件將成為發(fā)展主流。

氮化鎵產業(yè)鏈一般劃分為上游的材料即襯底和外延片、中游的器件和模組、下游的系統和應用。從各環(huán)節(jié)來看，歐美日企業(yè)發(fā)展較早，技術積累、專利申請數量、規(guī)模制造能力等方面均處于絕對優(yōu)勢。

我國在自主替代大趨勢下，目前在氮化鎵產業(yè)鏈各環(huán)節(jié)均有所涉足，在政策支持下已在技術與生產方面取得進步，產業(yè)結構相對聚焦中游，多家國內企業(yè)已擁有氮化鎵晶圓制造能力。

此外，5G通訊的革命性轉變重塑了射頻技術產業(yè)，也為我國氮化鎵器件帶來重大的市場機遇。5G通訊基站是氮化鎵市場主要驅動因素之一，氮化鎵射頻器件主要應用于無線通訊，占比到達49%。氮化鎵材料耐高溫、高壓及承受更大電流的優(yōu)勢使得射頻器件應用在5G基站中更加合適。隨著國內5G基站覆蓋率不斷上升，對氮化鎵射頻器件需求將更大。

此前，通過性能優(yōu)化、產能提升、成本控制之后，我國氮化鎵在消費電子領域逐漸站穩(wěn)了腳跟，成為主要驅動力。未來，隨著下游新應用規(guī)模爆發(fā)，以及氮化鎵襯底制備技術不斷取得突破，氮化鎵器件有望持續(xù)放量，將成為降本增效、可持續(xù)綠色發(fā)展的關鍵技術之一。


氮化鎵加速“上車”

產業(yè)鏈公司積極入場

近日，氮化鎵功率半導體全球領導廠商GaN Systems宣布與安世博策略結盟，或將推動氮化鎵功率器件加速“上車”。華潤微、海特高新、晶方科技等對此均有布局。

氮化鎵“上車”作為一個方興未艾的市場，產業(yè)鏈公司華潤微、海特高新、晶方科技等紛紛布局。

華潤微的主營業(yè)務可分為產品與方案、制造與服務兩大業(yè)務板塊，產品與方案業(yè)務板塊聚焦于功率半導體、智能傳感器與智能控制領域，制造與服務業(yè)務主要提供半導體開放式晶圓制造、封裝測試等服務。2022年，華潤微營業(yè)收入為100.60億元，歸母凈利潤為26.17億元，主營業(yè)務毛利率達36.87%。

在第三代寬禁帶半導體方面，公司主要以中高端應用推廣為主線，2022年碳化硅和氮化鉀產品營收同比增長324%。氮化鎵產品方面，公司2022年收購了大連芯冠科技有限公司，其能提供650V/900V多規(guī)格的氮化鎵器件產品，電源功率的應用覆蓋幾十瓦到幾千瓦范圍，產品主要應用于電源管理、太陽能逆變器、新能源汽車及高端電機驅動等科技產業(yè)。

海特高新擁有國際一流、國內領先的第二代/第三代半導體工藝制造生產線，可提供高性能芯片及集成電路產品。2022年，公司營業(yè)收入為9.10億元，同比增長7.44%；扣非后歸屬于上市公司股東的凈利潤為3813.36萬元，同比增長127.83%。

在高性能集成電路設計與制造領域，海特高新已建成由國家發(fā)改委立項建設的國內首條6英寸化合物半導體商用生產線，芯片制程涵蓋砷化鎵、氮化鎵、碳化硅，應用覆蓋微波射頻及電力電子領域。

公司在5G基站功放芯片，氮化鎵快充芯片，碳化硅充電樁芯片性能上處于國內領先地位，并發(fā)布了自動駕駛汽車激光雷達5G毫米波芯片工藝制程，發(fā)布了適用于新能源充電樁高效電能轉換的碳化硅功率芯片制程。

晶方科技主要專注于傳感器領域的封裝測試業(yè)務，擁有多樣化的先進封裝技術，同時具備8英寸、12英寸晶圓級芯片尺寸封裝技術規(guī)模量產封裝線，涵蓋晶圓級到芯片級的一站式綜合封裝服務能力。2022年，公司實現營業(yè)收入11.06億元，實現營業(yè)利潤2.58億元，歸母凈利潤2.28億元。

公司通過并購以色列VisIC公司，推進“蘇州市產業(yè)技術研究院車規(guī)半導體產業(yè)技術研究所”的設立與運營發(fā)展，大力拓展布局車用高功率氮化鎵技術，并充分利用自身先進封裝方面的產業(yè)和技術能力，為把握三代半導體在新能源汽車領域的產業(yè)發(fā)展機遇進行技術與產業(yè)布局。

根據Yole預測，2020年全球氮化鎵功率器件市場規(guī)模約為4600萬美元，預計2026年可達11億美元，2020-2026年年均復合增長率有望達到70%。