随着节能减排、新能源并网、智能电网的发展,这些领域对功率半导体器件的性能指标和可靠性的要求日益提高,要求器件有更高的工作电压、更大的电流承载能力、更高的工作频率、更高的效率、更高的工作温度、更强的散热能力和更高的可靠性。经过半个多世纪的发展,基于硅材料的功率半导体器件的性能已经接近其物理极限。因此,以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等为代表的第三代半导体材料的发展开始受到重视。技术领先国家和国际大型企业纷纷投入到碳化硅和氮化镓的研发和产业化中,产业链覆盖材料、器件、模块和应用等各个环节。[淘股吧]

第三代半导体器件的优势主要表现在:(1)比导通电阻是硅器件的近千分之一(在相同的电压/电流等级),可以降低器件的导通损耗;(2)开关频率是硅器件的20倍,可以减小电路中储能元件的体积,从而成倍地减小设备体积,减少贵重金属等材料的消耗;(3)理论上可以在600 ℃以上的高温环境下工作,并有抗辐射的优势,可以提高系统的可靠性,在能源转换领域具有巨大的技术优势和应用价值。

目前,第三代功率半导体器件已经在智能电网、电动汽车、轨道交通、新能源并网、开关电源、工业电机以及家用电器等领域得到应用,并展现出良好的发展前景。国际领先企业已经开始部署市场,全球新一轮的产业升级已经开始,正在逐渐进入第三代半导体时代。

碳化硅是目前发展最成熟的半导体材料,氮化镓紧随其后,金刚石、氮化铝和氧化镓等也成为国际前沿研究热点。
碳化硅功率半导体产业链主要包含单晶材料、外延材料、器件、模块和应用这几个环节。其中,单晶材料是碳化硅功率半导体技术和产业的基础,主要技术指标有单晶直径、微管密度、单晶电阻率、表面粗糙度、翘曲度等;外延材料是实现器件制造的关键,主要技术指标有外延片直径、外延层厚度、外延层掺杂浓度和表面缺陷密度等;器件是整个产业链的核心,主要技术指标有阻断电压、单芯片导通电流/电阻、阻断状态的漏电流、工作温度等;模块是实现器件应用的桥梁,主要技术指标有模块容量、热阻、寄生参数和驱动保护等;应用是碳化硅功率半导体器件和产业发展的源动力,主要技术指标是开关频率、转换效率和功率密度等。


全球导通型碳化硅晶圆材料市场的发展趋势。导通型碳化硅单晶衬底材料是制造碳化硅功率半导体器件的基材。根据Yolo公司统计,2017年4英寸碳化硅晶圆市场接近10万片;6英寸碳化硅晶圆供货约1.5万片;预计到2020年,4英寸碳化硅晶圆的市场需求保持在10万片左右,单价将降低25 %;6英寸碳化硅晶圆的市场需求将超过8万片。预计2020~2025年,4英寸碳化硅晶圆的单价每年下降10 %左右,市场规模逐步从10万片市场减少到8万片,6英寸晶圆将从8万片增长到20万片;2025~2030年,4英寸晶圆逐渐退出市场,6英寸晶圆将增长至40万片。

全球半绝缘碳化硅晶圆材料市场的发展趋势。半绝缘衬底具备高电阻的同时可以承受更高的频率,因此在5G通讯和新一代智能互联,传感感应器件上具备广阔的应用空间。当前主流半绝缘衬底的产品以4英寸为主。2017年,全球半绝缘衬底的市场需求约4万片。预计到2020年,4英寸半绝缘衬底的市场保持在4万片,而6英寸半绝缘衬底的市场迅速提升至4~5万片;2025~2030年,4英寸半绝缘衬底逐渐退出市场,而6英寸晶圆将增长至20万片。

国际上碳化硅单晶衬底材料的产业化公司主要有美国科锐(Cree)、II-VI、道康宁(Dow Corning),德国SiCrystal(被日本罗姆Rohm收购)等公司,其碳化硅单晶产品覆盖4英寸和6英寸。
国内主要碳化硅单晶衬底材料企业和研发机构已经具备了成熟的4英寸零微管碳化硅单晶产品,并已经研发出了6英寸单晶样品,但是在晶体材料质量和产业化能力方面距离国际先进水平存在一定差距。
目前,国际上主要的碳化硅功率器件产业化公司有美国Wolfspeed、德国Infineon、日本Rohm、欧洲的意法半导体(STMicroelectronics)、日本三菱(Mitsubishi),这几家大公司约占国际市场的90 %,另外,美国通用电气(GE)、日本丰田(Toyota)、日本富士(Fuji)、日本东芝(Toshiba)、MicroSemi、USCi、GeneSiC等公司也开发了碳化硅功率器件产品。在SiC二极管产品方面,美国Wolfspeed(包括Cree)、德国Infineon公司已经推出了五代 SiC JBS产品;其中Wolfspeed的第四代及以前的产品为平面型,第五代为沟槽型,并且在第五代650 V器件中采用了晶圆减薄工艺将碳化硅晶圆由370 μm减薄至180 μm,进一步提高了器件的性能。Rohm公司开发了三代SiC二极管,最新产品也采用了沟槽型结构。Infineon公司的前四代SiC二极管以600 V、650 V产品为主,从第五代开始推出1200 V产品,即将推出第六代低开启电压的SiC JBS产品。在MOSFET器件方面,Wolfspeed公司推出600 V、1200 V和1700 V共三个电压等级、几十款平面栅MOSFET器件产品,电流从1 A~50 A不等;2017年3月,美国Wolfspeed公司发布了900 V/150 A的SiC MOSFET芯片,是目前单芯片电流容量最大的SiC MOSFET产品;Rohm公司的SiC MOSFET产品有平面栅和沟槽栅两类,电压等级有650 V和1200 V;意法半导体开发了650 V和1200 V两个电压等级的SiC MOSFET产品,Infineon公司也推出了沟槽栅的1200 V SiC MOSFET产品。另外,GeneSiC公司开发了1200 V和1700 V的 SiC BJT产品,Infineon和USCi公司开发了1200 V的SiC JFET产品。在研发领域,国际上已经开发了10 kV以上的JBS、MOSFET、JFET、GTO等器件样品,以及20 kV以上的PiN、GTO和IGBT器件样品,由于受到碳化硅材料缺陷水平、器件设计技术、芯片制造工艺、器件封装驱动技术以及市场需求的制约,以上高压器件短期内无法实现产业化。
来看看A股市场,芯片自从去年炒到现在,还有望继续走强,大多都跟氮化镓有关!太多的牛股了
里面大多都是芯片的大牛股,都跟氮化镓有关!

而第三代半导体的另外重要材料,碳化硅给忽视了!碳化硅有关上市公司比较少,所以给忽略了!
下面介绍本人看好的还在低位的氮化镓和碳化硅个股!
1.聚灿光电

聚灿光电科技股份有限公司的主营业务为LED外延片及芯片的研发、生产和销售业务,并围绕LED照明应用为核心提供合同能源管理服务,公司的主要产品为GaN基高亮度蓝光LED芯片及外延片。

周五已经上板,不排除继续走强!盘子股性及其活跃!
2.德美化工
被遗忘的生产第三代半导体重要材料碳化硅上市公司!
日本E-LITE公司以日本焦耳研究所为技术背景,研究、生产碳化硅材料。碳化硅半导体材料具有宽带隙、高临界击穿电场、高热导率、低介电常数、高载流子饱和浓度等特点、可以满足现代电子器件对高温、高频、高压、大功率以及抗辐射的新要求,实现高效热电转换,可广泛应用于节能、环保、健康等各个领域,是半导体材料领域最有前景的材料之一。
还在低位的碳化硅材料的半导体行业,德美化工,有望补涨!等待资金发现!