搶奪賽位，第三代半導體戰局激烈

目前，第三代半導體是全球戰略競爭新的制高點(diǎn)，也是各地區的重點(diǎn)扶持行業(yè)，意法半導體、英飛凌、安世半導體、三安光電等頭部廠(chǎng)商順勢而上，加速布局第三代半導體，市場(chǎng)戰火已燃，一場(chǎng)群雄逐鹿之戰正在上演。

多方來(lái)戰，“直搗”三代半核心環(huán)節

第三代半導體欣欣向榮，八方入局，搶奪市場(chǎng)重要賽位，擁抱巨大增量市場(chǎng)。業(yè)界認為，面對下游行業(yè)需求的爆發(fā)，提升工藝及良率，擴大晶圓產(chǎn)能是行業(yè)當務(wù)之急。

第三代半導體產(chǎn)能供應緊張，三安/意法等大廠(chǎng)在前線(xiàn)沖鋒：英飛凌將拋出70億歐元（約544.24億元人民幣），部署馬來(lái)西亞地區產(chǎn)能，其馬來(lái)西亞居林Module 3廠(chǎng)區預計今年8月啟用，并于2024年底開(kāi)始生產(chǎn)SiC；Nexperia（安世半導體）投資2億美元（約合人民幣14.5億元）開(kāi)發(fā)碳化硅（SiC）和氮化鎵（GaN）等下一代寬帶隙半導體（WBG），并在德國漢堡工廠(chǎng)建立生產(chǎn)基礎設施；Wolfspeed的Building 10 Materials工廠(chǎng)已實(shí)現其8英寸晶圓的生產(chǎn)目標，預計到2024年底，其莫霍克谷SiC晶圓廠(chǎng)可借此將晶圓開(kāi)工利用率提升至約25%....

三安光電、意法半導體決定聯(lián)手布局，二者去年6月宣布在在中國重慶建立一個(gè)新的8英寸碳化硅器件合資制造廠(chǎng)。目前，重慶三安襯底廠(chǎng)主設備進(jìn)場(chǎng)，這標志著(zhù)重慶三安襯底工廠(chǎng)通線(xiàn)，即將進(jìn)入倒計時(shí)階段。三安意法碳化硅項目總規劃投資約300億元人民幣，項目達產(chǎn)后將建成全國首條8吋碳化硅襯底和晶圓制造線(xiàn)，具備年產(chǎn)48萬(wàn)片8吋碳化硅襯底、車(chē)規級MOSFET功率芯片的制造能力，預計營(yíng)收將達170億人民幣，將有力推動(dòng)重慶打造第三代化合物半導體之都。

另外，三安半導體湖南碳化硅半導體產(chǎn)業(yè)化項目一期已經(jīng)全線(xiàn)投產(chǎn)，SiC年產(chǎn)能已達到25萬(wàn)片（折合6吋算）；項目二期正在穩步推進(jìn)中，將全部導入國際領(lǐng)先的8吋生產(chǎn)設備和工藝。整個(gè)項目達產(chǎn)后將實(shí)現總計年產(chǎn)48萬(wàn)片的規模。而三安光電于7月2日在投資者互動(dòng)平臺表示，湖南三安項目后續擴產(chǎn)將生產(chǎn)8英寸SiC產(chǎn)品，目前，8英寸SiC襯底已開(kāi)始試產(chǎn)，8英寸SiC芯片預計于12月投產(chǎn)。

韓國方進(jìn)軍氮化鎵：據韓媒近期報道，三星電子、SK Siltron、韓國東部高科（DB HiTek）以及無(wú)晶圓廠(chǎng)ABOV Semiconductor共同簽署了半導體業(yè)務(wù)協(xié)議（MOU），共同致力于“化合物功率半導體先進(jìn)技術(shù)開(kāi)發(fā)項目”。該項目將首先聚焦GaN功率半導體的研發(fā)，上述廠(chǎng)商均表示旨在將GaN業(yè)務(wù)商業(yè)化。

從早先的布局動(dòng)態(tài)看，三星此前透露將從2025年開(kāi)始建設8英寸氮化鎵化合物功率半導體代工廠(chǎng)；SK Siltron通過(guò)其子公司SK KeyFoundry（啟方半導體）開(kāi)發(fā)和量產(chǎn)GaN半導體，后者此前宣布已獲得8英寸650V 氮化鎵 HEMT 的器件特性，并計劃在今年內完成開(kāi)發(fā)；DB HiTek于5月表示將在今年第三季度引進(jìn)氮化鎵器件生產(chǎn)所需的相關(guān)設備，并在今年年底前完成量產(chǎn)準備，預計該GaN代工廠(chǎng)將從明年年初開(kāi)始運營(yíng)。

此外，韓國官方正加強扶持該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。韓國政府將從今年到2028 年，計劃提供1385 億韓元（約7.2億人民幣）的資金支持以推進(jìn)上述項目，其中包括 939 億韓元的政府資金和 446 億韓元的私人投資；技術(shù)支持方面，韓國產(chǎn)業(yè)技術(shù)規劃和評估研究院（KITIE）將為參與機構提供研發(fā)支持。

汽車(chē)廠(chǎng)商多線(xiàn)路布局，旨在穩定供應鏈體系：中國一汽正加強建設額碳化硅項目：其M220 SiC電驅已在今年宣布量產(chǎn)下線(xiàn)，M190-150（SiC）電驅生產(chǎn)準備建設項目則處于擬審批階段。M220 SiC電驅作是一汽紅旗HME平臺的核心總成，匹配EH7、E202、E702等5款新能源主銷(xiāo)車(chē)型，也是產(chǎn)品項目CEO制改革后首批量產(chǎn)的動(dòng)力總成產(chǎn)品；M190-150（SiC）電驅生產(chǎn)準備建設項目建成后，將實(shí)現M190-150（SiC）電驅系統與M220電驅系統共線(xiàn)產(chǎn)能20萬(wàn)（臺）/年，其中M190-150（SiC）電驅系統產(chǎn)能14萬(wàn)（臺）/年。

部分廠(chǎng)商加速項目進(jìn)程和產(chǎn)品出貨：芯塔電子SiC模塊大批交付，湖州功率模塊封裝產(chǎn)線(xiàn)總投資1億元，于2024年初正式通線(xiàn)，目前處于量產(chǎn)爬坡階段。產(chǎn)線(xiàn)全部達產(chǎn)后，將年產(chǎn)100萬(wàn)套功率模塊，預估年產(chǎn)值3億元；冠嵐新材料年產(chǎn)1600噸碳化硅襯底材料項目簽約，該公司主要產(chǎn)品為大尺寸、高純度、低成本第三代半導體SiC原材料、SiC鍍膜，目前國產(chǎn)化原材料產(chǎn)品已驗證完成，獲國內外多家客戶(hù)認證；總投資50億的中順通利半導體功率器件項目簽約，項目擬建設特種及車(chē)規級功率器件封裝測試生產(chǎn)線(xiàn)、集團企業(yè)總部集群等。

與此同時(shí)，并購方針狂熱執行，企業(yè)紛紛擴大麾下軍，近期碳化硅、氮化鎵領(lǐng)域出現了多件收購案：純晶圓代工廠(chǎng)格芯收獲一家GaN研發(fā)商Tagore，包括后者專(zhuān)有且經(jīng)過(guò)生產(chǎn)驗證的功率氮化鎵（GaN）技術(shù)及IP產(chǎn)品組合；Guerrilla RF收購Gallium Semiconductor的GaN功率放大器和前端模塊產(chǎn)品組合，該公司表示將為無(wú)線(xiàn)基礎設施、軍事和衛星通信應用開(kāi)發(fā)新的GaN器件產(chǎn)品線(xiàn)并實(shí)現商業(yè)化....

從本質(zhì)看，三代半魅力何在？

第一代半導體材料以Si（硅）、Ge（鍺）等為主，Si以?xún)?yōu)異性能、低廉價(jià)格及成熟的工藝，在大規模集成電路領(lǐng)域地位明顯；第二代半導體材料包括GaAs（砷化鎵）、InP（磷化銦）等，GaAs主要應用于大功率發(fā)光電子器件和射頻器件；第三代半導體也稱(chēng)為寬禁帶半導體材料，以SiC（碳化硅）、GaN（氮化鎵）為主，GaN主要應用于光電器件和微波射頻器件，SiC主要用于功率器件。

得益于自身優(yōu)秀的物理特性及產(chǎn)業(yè)端的快速拉動(dòng)，第三代半導體已然成為了業(yè)界“寵兒”。碳化硅方面，從物理特性上看，相比傳統的Si半導體材料，SiC擁有3倍的禁帶寬度、3倍的熱導率、近10倍的擊穿場(chǎng)強、以及2倍的電子飽和漂移速率。此外業(yè)界稱(chēng)，理論上，相同耐壓的器件，SiC的單位面積的漂移層阻抗可以降低到Si的1/300。

需求端來(lái)看，SiC功率器件具備耐高壓，耐高溫，低能耗，小型化的特點(diǎn)，可以廣泛應用于電動(dòng)/混動(dòng)汽車(chē)、充電樁/充電站、高鐵軌交、光伏逆變器中。目前，碳化硅已發(fā)展成為綜合性能最好、產(chǎn)業(yè)化程度最高、技術(shù)最成熟的第三代半導體材料。

氮化鎵方面，主要有Si基和SiC基兩種。GaN-on-Si主要應用于電力電子領(lǐng)域，用作高功率開(kāi)關(guān)。GaN-on-SiC 主要應用于射頻領(lǐng)域，主要得益于SiC的高導熱率以及低RFloss，適用于功率較大的宏基站。需求端方面，GaN功率器件憑其高頻率、低損耗、低成本的特點(diǎn)，可以廣泛使用于智能終端快充、數據中心、車(chē)規級充電場(chǎng)景中；GaN微波器件則因其高頻率、高功率、高效率可以廣泛地應用于宏基站/小微基站、智能終端、軍用雷達、衛星通訊等領(lǐng)域。

從市場(chǎng)前景來(lái)看，碳化硅市場(chǎng)步入高速增長(cháng)階段，據TrendForce集邦咨詢(xún)研究表示，盡管純電動(dòng)汽車(chē)（BEV）銷(xiāo)量增速的明顯放緩已經(jīng)開(kāi)始影響到SiC供應鏈，但作為未來(lái)電力電子技術(shù)的重要發(fā)展方向，SiC在汽車(chē)、可再生能源等功率密度和效率極其重要的應用市場(chǎng)中仍然呈現加速滲透之勢，未來(lái)幾年整體市場(chǎng)需求將維持增長(cháng)態(tài)勢，預估至2028年，全球SiC功率器件市場(chǎng)規模有望上升至91.7億美元。

目前，GaN功率元件市場(chǎng)的發(fā)展主要由消費電子所驅動(dòng)，核心仍在于快速充電器，其他消費電子場(chǎng)景還包括D類(lèi)音頻、無(wú)線(xiàn)充電等。據TrendForce集邦咨詢(xún)研究顯示，全球GaN功率元件市場(chǎng)規模將從2022年的1.8億美金成長(cháng)到2026年的13.3億美金，復合增長(cháng)率高達65%。

結語(yǔ)

第三代半導體材料在新能源汽車(chē)、信息通信、軌道交通、智能電網(wǎng)等領(lǐng)域充分發(fā)揮其優(yōu)異的性能，目前已成為推動(dòng)諸多產(chǎn)業(yè)創(chuàng )新升級的重要引擎。而基礎研究能力、關(guān)鍵裝備和原材料等涉及產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈安全的問(wèn)題仍是關(guān)鍵，也正由此，今年以來(lái)產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)頻頻，上中下游廠(chǎng)商紛紛下場(chǎng)實(shí)施前瞻性策略，業(yè)界認為，屬于第三代半導體的時(shí)代正在敲門(mén)。