“以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體將迎來應用大爆發。”
不久前，達摩院在《2021十大科技趨勢》中將第三代半導體應用爆發放在第一大趨勢，或是凸顯第三代半導體應用趨勢。
事實上，以第三代半導體器件為核心之一的功率器件的景氣度在2020年Q3已現端倪。明顯的表現就是全球功率器件掀起“缺貨漲價”潮，有分析師指出，“2020年Q3，功率半導體器件進入了量價齊升、相關品類緊缺導致價格狂飆的庫存周期。”
在功率器件量價齊升的背景下，本土第三代半導體廠商想加快產業落地，少不了“資本”這個背后的重要推手。
大勢所趨
近年來，隨著材料生長、器件制備等技術的不斷突破，第三代半導體的性價比優勢逐漸顯現并正在打開應用市場。
根據達摩院發布的《2021十大科技趨勢》預測的第一大趨勢是“以氮化鎵、碳化硅為代表的第三代半導體迎來應用大爆發”。
趨勢預測背后有其事實依據支撐。“在我們在朝著高度智能化社會發展的過程當中，傳統的半導體硅材料，由于自身材料的局限性，已經不能滿足如人工智能， 數據中心、5G等新產業發展的需求，這些新的產業需要效率更高，體積更小，更加節能的半導體材料。”英諾賽科銷售副總裁陳鈺林向集微網指出，這就是第三代半導體材料。
發展趨勢與行業發展周期密不可分。“半導體有其內在的投資周期，以第三代半導體為例，它的發展是內嵌在朱格拉周期（設備投資周期），也就是背后的產業升級這10年大周期，同時它也處于國產替代周期疊加5G、新能源等新事物發展的5年創新周期和功率半導體這個大品類的庫存周期。”方正證券科技行業首席分析師陳杭向集微網表示。
對于功率器件庫存周期的具體情況，陳杭補充到：“全球半導體自20Q3末開始進入被動補庫存階段，全球開始恐慌性缺貨，并帶來漲價預期，與16Q3~18Q1的全球半導體景氣周期以存儲漲價為主導不同，本輪20Q4~22Q1是以功率/八寸片漲價拉動到全產業鏈漲價。”
業內人士認為，未來幾年，基于第三代半導體材料的電子器件將廣泛應用于5G基站、新能源汽車、特高壓、數據中心等場景，第三代半導體的發展已成大勢所趨。
產業落地
事實上，在第三代半導體起勢之際，已有部分企業率先“嘗鮮”。陳鈺林表示，“無論在消費、工業還是汽車領域，氮化鎵都已有了成熟應用的案例。在快充和激光雷達領域，氮化鎵已經實現了千萬級別的出貨，英偉達在新一代人工智能處理器主板上也使用了100伏的低壓氮化鎵電源模塊。”
具體性能差異上，他分析到，“當前，我們氮化鎵第一代產品的導通阻抗比硅器件有2倍的優勢，開關速度已經比硅器件有15倍的優勢，系統的功率密度可以提高2倍。”
隨著后期產品不斷的更新迭代，氮化鎵產品的優勢會越來越大，所以可以預期在不遠的未來，GaNFET可以在眾多領域取代MosFET，成為功率半導體的新主流。
而另一個關鍵材料碳化硅，用其制造的元器件也已應用于汽車逆變器、工業逆變器等方面。自特斯拉在引入碳化硅MOSFET到主驅上并迅速量產后，國內新能源汽車也開始跟進，且得到了市場的廣泛接受。
新能源汽車與碳化硅的發展相互促進，因此，新能源汽車也被認為是碳化硅器件的“殺手級應用”。
目前，整車廠及Tier1積極引入SiC器件，博格華納、欣銳科技、吉利汽車、大眾及BYD等企業布局OBC領域，特斯拉、豐田、本田、BYD，吉利及蔚來等企業積極布局主驅，而DC-DC領域主要有欣銳科技、特斯拉、吉利汽車、BYD等公司。
整體來看，國內的5G、新能源汽車等新興產業發展很快，在個別企業“嘗鮮”后，這些領域將會有越來越多的玩家進入。這將大力推動第三代半導體實際應用落地。
資本推動
在應用端的火熱表現，也點燃了功率器件廠商對第三代半導體的追捧熱情。
在產業鏈上游方面，去年8月，天科合達自籌資金新建一條400臺/套碳化硅單晶生長爐及其配套切、磨、拋加工設備的碳化硅襯底生產線，建成后可年產碳化硅襯底12萬片。在氮化鎵方面，英諾賽科兩年內將建成8英寸第三代化合物半導體硅基氮化鎵大規模量產線，投產后三年將年產78萬片功率控制電路及半導體電力電子器件。
在設計、制造封測等方面，斯達半導擬投資建設年產8萬顆車規級全碳化硅功率模組生產線和研發測試中心，項目將按照市場需求逐步投入。
芯聚能總裁周曉陽向集微網透露，“芯聚能自主開發的SiC車載主驅模塊已通過主機廠性能測試，2021年的產能目標是超過3萬塊/月。”
類似的投產情況還在發生，國內的第三代半導體產業建設正如火如荼進行。眾多企業追捧第三代半導體并加速產業落地的背后，其中關鍵的動力來源于資本這股隱秘的力量。
前不久，華為哈勃投資參投A輪的碳化硅材料廠天岳科技啟動上市輔導。天眼查顯示，天岳科技至今共完成四輪融資，投資方包括深創投、長江資本、哈勃投資以及大灣區共同家園發展基金等，其中，哈勃投資持股8.37%。
除此之外，A股已有聞泰科技（安世）、揚杰科技、斯達半導、賽微電子、露笑科技和士蘭微等一批優秀的上市公司，而比亞迪半導體、中車電氣這兩家IDM模式的公司目前也正排隊IPO。
其中，比亞迪半導體的融資速度有目共睹，這也反映出資本對第三代半導體產業的投資熱度。有參與投資機構表示，“我們也參與投資了幾千萬，投它的一個主要原因也是看好它的產業能真正落地，希望用資本幫助它早日投產。”
值得一提的是，除上述公司外，上海瞻芯、基本半導體、森國科和上海瀚薪等尚未上市的公司也備受投資機構的青睞。其中，上海瀚薪近一年內完成兩輪融資，第二輪更是由國家集成電路基金的子基金—上海半導體裝備材料產業投資基金領投。
正如上海瀚薪董事長徐菲所言，同海外的競爭對手相比，無論是在產品品類、質量還是在產品線規劃上，我們與海外企業相差并不大，有望在第三代半導體這個領域實現超車。因此，在第三代半導體產業化落地進一步加快關鍵時刻，背后的資本力量更不可或缺。
