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大规模量产!第三代半导体材料外延片,迎来黄金时代?

发布日期:2023-02-15 来源: 作者:admin字体:大
摘要:
新材料定义新机遇


作者/星空下的烤包子

编辑/菠菜的星空

排版/星空下的炸鸡


熟悉半导体领域的朋友都知道,随着科技的进步,半导体材料已经演化到了第三代,即碳化硅(SiC)和氮化镓材料。而这其中,SiC已经乘着新能源和电动车的东风,开始了加速应用的模式,SiC功率组件也被称为半导体新能源的交汇点。

碳化硅板块涨幅情况

因此,老牌半导体玩家们都在SiC这条赛道上一路狂奔。

就比如安森美半导体在美国成立了一座新的SiC制造,有助于其全面控制SiC供应链(从原材料到封装的组件)。意法半导体也宣布将建造一座SiC基板制造厂,来满足汽车工业对SiC组件需求量的增长,特斯拉的Model 3也是搭载了意法半导体的SiC功率零组件。

国内这两年对于半导体产业的支持力度就更不用说了,逆全球化的时代,保证核心产品供应安全才是第一位的。士兰微(600460)斥资15亿元,启动SiC功率零组件生产线项目,三安光电(600703)也加大了对SiC芯片的采购力度。

但是火热归火热,残酷的业绩表现给不少玩家头上都浇了一碰冷水。

专注于SiC基板的研发、制造和销售的天岳先进(688234)就公告2022年净亏损至少有1.55亿元,露笑科技(002617)更是宣称由于前期的高投入和研发成本,去年也是由盈转亏(亏损2.3-2.95亿元)。

天岳先进业绩公告

就这样,国内SiC领域出现了人人喊好,却人人都不赚钱的现象。今天我们就走进SiC的大赛道,看看哪个环节蕴藏着宝藏。


一、高价值在何方?往上游看

如果我们把SiC的产业链打开,你就会发现主要包括衬底、外延、器件设计和制造、封测等环节,其中衬底经过外延生长得到外延片,外延片经过光刻、刻蚀、离子注入、沉积等步骤制造成器件,环环相扣。

SiC产业链一揽

这么长的产业链,究竟哪里才是高价值的环节呢?

根据专业机构的数据,衬底和外延由于价格比较昂贵,光这两者已经占据了SiC成本的70%。相较于隔壁的硅(Si)器件,你就可以看出反差。Si的晶圆制造直接占了一半以上的成本,硅片衬底才有7%

SiC器件成本分布

二、外延片,兵家必争之地

所以,本着擒贼先擒王的原则,我们就来看一下SiC外延片市场。从技术领域来看,在低、中压领域,目前外延片核心参数厚度掺杂浓度目前已经可以做到比较良好的水平。但在高压领域,外延片需要攻克的技术难关还有很多。

而在产业化的道路上,国际巨头(如Wolfspeed、昭和电工)等多数是IDM公司,而且占据绝大多数的市场份额,但国内玩家也在不遗余力的奋起直追,比如被华为投资的瀚天天成,已经可提供标准的3英寸、4英寸和6英寸碳化硅外延晶片。

除此之外,号称国内第一家从事SiC外延片市场营销、研发和制造的民营企业,也开始提前布局8英寸下一代SiC工艺关键技术。此外,后晋者希科半导体2万片的SiC外延片项目投产,未来将朝着5万片的目标前进。

导电型外延片市场竞争格局

如果沿着外延片的市场再深挖一步,即背后的外延片主要设备,你就会发现这个市场基本也被国外玩家所垄断,而且各有特点,比如以单片机为主的意大利LPE、产能规模较大的德国Aixtron、以技术先进为宣传手段,设备价格昂贵的日本TEL。

而就在这几天,国内晶盛机电宣布成功发布6英寸双片式SiC碳化硅外延设备,标志着晶盛机电在第三代半导体领域取得重大突破,单台产能可以增加70%以上。晶盛机电去年的营收和净利润也都同比增长超过60%以上,实现了设备研发和业绩增长的双赢


三、需求如何拉动

首先,据机构预测,五年之后的全球SiC功率器件的市场规模将突破60亿美元,这几年的复合增长率超过30%,汽车碳化硅作为第一应用市场,它所吃掉的“蛋糕”也将更多。

SiC功率器件市场规模

在汽车领域,逆变器、电源转化系统、车载充电系统都是SiC施展拳脚的地方,其中,逆变器所占据的SiC价值量约为83%,而受益于电动车的高速增长,SiC的需求量也就这么起来了。


可以说,未来是得SiC者的得天下,虽然目前属于国际巨头垄断得时代,但国内玩家自然也不想放过这样一块肉。最近国内玩家的一些技术突破性新闻就是最好的例证。

此外,关于不少玩家最关心的成本问题,专业机构预测,未来随着衬底玩家的技术进步、产能进一步扩张,2025 年6 英寸导电型衬底价格有望降至600美元以下,这将使SiC的性价比更高。

所以,突破核心技术,加速量产进程,是摆在每个国内玩家面前的十二字箴言。


注:本文不构成任何投资建议。股市有风险,入市需谨慎。没有买卖就没有伤害。