一、半導體晶圓材料分類

半導體經過近百年的發展,形成了三代半導體晶圓材料。

第三代半導體材料的王者,氮化鎵or碳化矽?

各種半導體材料形成互補關係,Si 適用於數字邏輯晶片、儲存晶片等,GaN適用於高頻領域,SiC 適用於高壓領域。

第三代半導體材料的王者,氮化鎵or碳化矽?

各代半導體材料發展趨勢如下圖:

第三代半導體材料的王者,氮化鎵or碳化矽?

預計到2030年,第三代半導體的佔有率超過50%。

二、第三代半導體介紹

1、氮化鎵

氮化鎵可以在1~110GHz 範圍的高頻波段應用, 三大應用領域是LED(照明、顯示)、射頻通訊、高頻功率器件。

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LED應用方面,最近火的miniLED就用到了氮化鎵,射頻應用方面主要是基站PA,華為找三安整合代工的就是這個東東,功率器件主要用在低壓上,引發氮化鎵炒作的小米充電器,其實應用佔比是非常小的。VR\AR的核心是VCSEL,它也用到了氮化鎵,預計2025年氮化鎵的市場規模超過百億美元。

2、碳化矽

碳化矽有四大大優勢:高壓、高頻、高溫、壽命,主要應用領域在電網、軌道交通、電動汽車及充電樁領域。而在氮化鎵的應用領域,如果搭配碳化矽的襯底,效能會更優異。

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2017 年全球碳化矽功率器件市場規模約4 億美元,2023 年將達到 16。44億美元。年複合增長率 26。6%。

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最近很火的特斯拉model3採用了意法半導體的24個碳化矽MOSFET模組,對比矽基的IGBT續航可以提升5~10%。

3、兩者對比

從兩者各自的特性,碳化矽是襯底材料最優的選擇,以此生長碳化矽的外延片適合高壓功率半導體,生長氮化鎵的外延片適合中低壓功率半導體、LED、射頻。

功率半導體是電動車的核心,LED是顯示裝置的核心,射頻是5G通訊的核心,這三者的基礎都是碳化矽,所以我認為

碳化矽是半導體材料的王者

,而氮化鎵溫文爾雅,在碳化矽的肩膀上極致發揮,應該被譽為半導體材料的王后。

三、相關公司

GaN 產業鏈相關公司

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SiC產業鏈相關公司

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四、上市公司推薦

目前GaN概念的龍頭是海陸重工,旗下江蘇能華是GaN的IDM企業,已經6個一字板,炒作始於小米充電器的釋出,但做充電器主控晶片的富滿電子衝高回落,判斷炒作的不是充電器產業鏈,而是整個第三代半導體材料。故推薦的都是第三代半導體材料產業的核心。

1、三安光電

LED照明龍頭,miniLED龍頭,第三代半導體晶片代工龍頭,已建成國內第一條第三代半導體6″生產線,格力入股,給華為代工射頻PA,未來有望成為5000億市值的龍頭企業。

2、聞泰科技

收購的安世半導體在車載OBC 領域全球領先,安世入股的Transphorm 已經獲得了車規級的認證,單車On-Board-Charge 的用量是5-6 顆GaN FET,按照單顆6 美元計算,單車OBC 價值量有30 美元之多。居於安世在汽車半導體中的地位,後續會開發出碳化矽的MOSFET模組,該部件佔電動車成本的5%~10%,目前正處於電動車爆發式增長的階段,聞泰也將是最大的受益者。

聞泰的手機ODM+安世的汽車半導體IDM融合,手機產業向上遊的手機晶片拓展,汽車半導體向下遊的汽車電子發展,未來成長為消費電子和汽車電子製造雙龍頭的唯一標的,給予5000億的市值。

3、 露笑科技

公司在原有藍寶石生產技術支援下成功研發碳化矽長晶裝置並開始交付,在此基礎上公司正在籌劃非公開發行股票事項,募集資金主要用於投資碳化矽晶體材料和製備專案。有裝置有材料,還搞牛市最火的定增,目前只有一板,短期強烈推薦。