第三代半導(dǎo)體材料發(fā)展規(guī)劃分析:6英寸晶片將成為主流(圖)
中商情報網(wǎng)訊:半導(dǎo)體襯底材料包括硅材料和砷化鎵、碳化硅、氮化鎵等化合物半導(dǎo)體材料。硅是目前技術(shù)最成熟、使用范圍最廣、市場占比最大的襯底材料,近年來隨著材料制備技術(shù)與下游應(yīng)用市場的成熟,以碳化硅為代表的第三代半導(dǎo)體襯底材料市場規(guī)模持續(xù)擴大。
市場規(guī)模
碳化硅器件正在廣泛地被應(yīng)用在電力電子領(lǐng)域中,典型市場包括軌交、功率因數(shù)校正電源、風(fēng)電、光伏、新能源汽車、充電樁、不間斷電源等。2018-2019年,受新能源汽車、工業(yè)電源等應(yīng)用的推動,全球電力電子碳化硅的市場規(guī)模從4.3億美元增長至5.64美元,中商產(chǎn)業(yè)研究院預(yù)測未來市場仍將因新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而增長,預(yù)計2021年的市場規(guī)模將達7億美元。
數(shù)據(jù)來源:中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
市場競爭格局
從全球碳化硅襯底的企業(yè)經(jīng)營情況來看,以導(dǎo)電性碳化硅晶片廠商市場占有率為參考,美國CREE公司占龍頭地位,市場份額達62%,其次是美國II-VI公司,市場份額約為16%??傮w來看,在碳化硅市場中,美國廠商占據(jù)主要地位。我國碳化硅晶體、晶片領(lǐng)域的研究從20世紀90年代末開始起步,在行業(yè)發(fā)展初期受到技術(shù)水平和產(chǎn)能規(guī)模的限制,未進入工業(yè)化生產(chǎn)。進入21世紀,以天科合達為代表的國內(nèi)企業(yè)開始探索碳化硅單晶片的工業(yè)化生產(chǎn),經(jīng)過10余年的持續(xù)研發(fā)與探索,掌握了2-6英寸的碳化硅晶體生長和晶片加工的關(guān)鍵技術(shù)。
數(shù)據(jù)來源:Yole Development、中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
未來發(fā)展趨勢
1.碳化硅晶片尺寸持續(xù)擴大,6英寸晶片將成為主流
與第一代半導(dǎo)體硅晶片類似,第三代半導(dǎo)體碳化硅晶片向大尺寸方向不斷發(fā)展,以不斷提高下游對碳化硅片的利用率和生產(chǎn)效率。伴隨CREE、II-VI等企業(yè)6英寸碳化硅晶片制造技術(shù)的成熟完善,6英寸產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定性逐漸提高,國外下游器件制造廠商對碳化硅晶片的采購需求逐漸由4英寸向6英寸轉(zhuǎn)化。國內(nèi)方面,以天科合達為代表的碳化硅晶片企業(yè)也成功研制6英寸產(chǎn)品,并逐漸形成規(guī)?;┴浤芰?。在8英寸碳化硅晶片尚未實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的情況下,6英寸碳化硅晶片將成為市場主流產(chǎn)品。
2.國內(nèi)碳化硅材料企業(yè)快速崛起
國內(nèi)企業(yè)以技術(shù)驅(qū)動發(fā)展,深耕碳化硅晶片與晶體制造,逐步掌握了2英寸至6英寸碳化硅晶體和晶片的制造技術(shù),打破了國內(nèi)碳化硅晶片制造的技術(shù)空白并逐漸縮小與發(fā)達國家的技術(shù)差距。未來伴隨我國新能源汽車、5G通訊、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)、航空航天等行業(yè)的快速發(fā)展,我國碳化硅材料產(chǎn)業(yè)規(guī)模和產(chǎn)業(yè)技術(shù)將得到進一步提升。
3.國內(nèi)進口替代趨勢不可逆轉(zhuǎn)
在國際貿(mào)易摩擦加劇的背景下,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈的自主可控是我國發(fā)展智能制造、電子信息等國民經(jīng)濟支柱行業(yè)、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級的戰(zhàn)略性任務(wù)。目前我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)進口依賴依然嚴重,為發(fā)展我國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的自主可控,國家宏觀到微觀層面先后出臺了大量支持政策與規(guī)劃,促進國內(nèi)企業(yè)在半導(dǎo)體設(shè)備、材料、設(shè)計等各個細分領(lǐng)域的重點突破。
目前我國完善的基建配套、巨大的工程技術(shù)人員規(guī)模和市場容量已經(jīng)培育出了在細分領(lǐng)域具有國際競爭力的半導(dǎo)體產(chǎn)品制造企業(yè)。半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)是資金密集、技術(shù)密集和人才密集的產(chǎn)業(yè),國內(nèi)半導(dǎo)體企業(yè)在政策引導(dǎo)、資金支持下,產(chǎn)能規(guī)模和制造技術(shù)均能保持穩(wěn)定發(fā)展,半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)進口替代的趨勢不可逆轉(zhuǎn)。
未來發(fā)展前景
1.第三代半導(dǎo)體戰(zhàn)略地位得到廣泛重視
由于在新能源汽車、5G通訊、光伏發(fā)電、智能電網(wǎng)、消費電子、國防軍工、航空航天等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景,第三代半導(dǎo)體材料的重要性和戰(zhàn)略地位得到廣泛重視。歐盟委員會、美國能源部、日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)開發(fā)機構(gòu)等發(fā)達國家和機構(gòu)相繼啟動第三代半導(dǎo)體襯底及器件的多個發(fā)展計劃和研發(fā)項目,推動本國(地區(qū))第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展,鞏固其在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
資料來源:中商產(chǎn)業(yè)研究院整理
國內(nèi)方面,2016年至今,中央和地方政府對第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)給予了高度重視,出臺多項產(chǎn)業(yè)發(fā)展扶持政策。國務(wù)院及工信部、國家發(fā)改委等部門先后在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、營商環(huán)境、示范應(yīng)用等方面出臺政策,進一步支持我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展;科技部通過“國家重點研發(fā)計劃”共支持第三代半導(dǎo)體和半導(dǎo)體照明相關(guān)研發(fā)項目超過30項,涵蓋電力電子、微波射頻應(yīng)用的多個應(yīng)用領(lǐng)域,對第三代半導(dǎo)體基礎(chǔ)研究及前沿技術(shù)、重大共性關(guān)鍵技術(shù)、典型應(yīng)用示范給予高度重視和重點支持;北京、深圳、濟南、長沙等地方各級政府出臺多項產(chǎn)業(yè)發(fā)展措施和政策,引導(dǎo)和支持區(qū)域內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2.碳化硅晶片需求旺盛,供給相對不足
隨著新能源汽車、5G通訊、光伏發(fā)電、軌道交通、智能電網(wǎng)等行業(yè)加大應(yīng)用碳化硅器件的投資,全球?qū)μ蓟杵骷枨蟪掷m(xù)增長,國內(nèi)碳化硅器件領(lǐng)域的投資也逐漸升溫,對上游碳化硅晶片的需求持續(xù)。因此,新進入的碳化硅晶片生產(chǎn)商在短期內(nèi)形成規(guī)?;?yīng)能力存在較大難度,市場供給仍主要依靠現(xiàn)有晶片生產(chǎn)商擴大自身生產(chǎn)能力,國內(nèi)碳化硅晶片供給不足的局面預(yù)計仍將維持一段時間。
