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用領域
供給端——氮化鎵產(chǎn)值逆勢增長
氮化鎵是一種無機物,化學式 GaN,是氮和鎵的化合物,是一種直接能隙 ( direct bandgap ) 的半導體,自 1990 年起常用在發(fā)光二極管中。此化合物結構類似纖鋅礦,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。
GaN 射頻產(chǎn)線方面,截至 2020 年底,我國有 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。
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 萬片 / 年,GaN-on-Si 器件 / 模塊折算 6 英寸產(chǎn)能約為 22 萬片 / 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 萬片 / 年,GaN-on-SiC 外延片折算 4 英寸產(chǎn)能約為 20 萬片 / 年,GaN-on-SiC 器件 / 模塊折算 4 英寸產(chǎn)能約為 16 萬片 / 年。2020 年,新能源汽車、PD 快充、5G 等下游應用市場增長超預期,國內現(xiàn)有產(chǎn)品商業(yè)化供給無法滿足市場需求,尤其是 SiC 電力電子和 GaN 射頻存在較大缺口。這也導致我國第三代半導體各環(huán)節(jié)國產(chǎn)化率較低,超過八成的產(chǎn)品依賴進口。
在國內大半導體產(chǎn)業(yè)增長乏力的大背景下,我國第三代半導體產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)逆勢增長。根據(jù) CASA 的統(tǒng)計,2020 年我國 SiC、GaN 電子電力和 GaN 微波射頻產(chǎn)值合計達到 105.5 億元,同比增長 69.61%。
需求端——國防領域為氮化鎵射頻器件主要需求領域
目前,GaN 主要應用在射頻及快充領域。SiC 重點應用于新能源汽車和充電樁領域。我國作為全球最大的新能源汽車市場,隨著下游特斯拉等品牌開始大量推進 SiC 解決方案,國內的廠商也快速跟進,以比亞迪為代表的整車廠商開始全方位布局,推動第三代半導體器件的在汽車領域加速。笫三代半導體器件在充電樁領域的滲透快于整車市場,主要應用是直流充電。
( 注:電網(wǎng)、風力發(fā)電市場占比不足 1%,未在圖中顯示 )
國防軍事與航天應用是我國 GaN 微波射頻器件的主要應用領域,2020 年市場規(guī)模占整個 GaN 射頻器件市場的 53%; 其次是無線基礎設施,下游市場占比為 36%。
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