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作者： 王珍
[ 據(jù)充電頭網統(tǒng)計，在智能手機行業(yè)中，目前已有華為、小米、OPPO、魅族、三星、努比亞、realme等多個品牌推出了氮化鎵快充產品。 ]
中國第三代半導體正迎來發(fā)展的窗口期。第三代半導體產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長吳玲11月24日在2020國際第三代半導體論壇上透露，雙循環(huán)模式推動國產化替代，2020年中國SiC（碳化硅）、GaN（氮化鎵）電力電子和微波射頻產值預計將約為70億元。
其中，中國的GaN微波射頻產業(yè)產值2020年將達到33.75億元，比去年的26.15億元將增長29%；SiC、GaN電力電子產業(yè)產值2020年將達到35.35億元，比去年的29.03億元將增長21.77%。
另一方面，市場規(guī)模擴大，5G加速推進GaN射頻應用迅猛增長，2020年中國GaN射頻器件市場規(guī)模約170億元；新能源汽車及消費電子成為突破口，2020年中國電力電子器件應用市場規(guī)模58.2億元。
吳玲建議，探索構建第三代半導體產業(yè)創(chuàng)新生態(tài)，摸索“平臺+孵化器+基金+基地”以及大中小企業(yè)融通發(fā)展的新模式，加強精準的國際與區(qū)域深度合作，共同努力使全鏈條進入世界先進行列。
明年將是氮化鎵快充元年
氮化鎵（GaN）因今年小米推出應用了相關材料的快充產品而備受矚目。作為國內已量產硅基氮化鎵的企業(yè)，英諾賽科科技有限公司的董事長駱薇薇在上述論壇上表示，第三代半導體氮化鎵有小體積、低能耗、高頻工作等優(yōu)勢，適應帶寬更大、工作頻率更高、大電流、低損耗的市場需求。
隨著AI、數(shù)據(jù)中心、5G、新能源汽車、直流供電等的快速發(fā)展，功率半導體將迎來快速增長，預計2020~2025年復合增長率會超過10%。駱薇薇說，功率半導體未來主要增長將集中在第三代半導體，電壓等級主要會集中在30伏、150伏、650伏、900伏以上。
英諾賽科于2015年成立，2020年9月蘇州工廠建設完成，其高、低壓芯片出貨量均達數(shù)百萬顆。駱薇薇認為，氮化鎵功率半導體的產業(yè)化技術已經成熟，市場開始爆發(fā)。目前英諾賽科量產的產品是8英寸硅基氮化鎵，覆蓋從30伏到650伏。
中國新基建中5G基站、數(shù)據(jù)中心等將帶來新需求。駱薇薇說，目前硅基氮化鎵的芯片價格是硅器件的1.5倍，預計未來幾年有望與硅器件價格持平，甚至更低。所以其在消費電子領域有很大發(fā)展?jié)摿�，可覆蓋電子煙、智能手機、無線充、掃地機器人、無人機、筆記本電腦、電動單車。
據(jù)充電頭網統(tǒng)計，在智能手機行業(yè)中，目前已有華為、小米、OPPO、魅族、三星、努比亞、realme等多個品牌推出了氮化鎵快充產品。電商方面，目前也有17家品牌先后推出了數(shù)十款氮化鎵快充新品。已經出貨的電源廠商超過100家。
“2021年將是GaN快充元年。”駱薇薇預計，2020年GaN快充的出貨量達1000萬個，2021年GaN快充的出貨量將增長超過十倍、達到1.5億~2億個。另外，氮化鎵功率芯片應用在手機上，將可使智能手機有更高的效率、更高的動態(tài)響應和更小的電源占比面積。
而氮化鎵的應用范圍不只在快充、智能手機等消費類電子領域，還有數(shù)據(jù)中心、柔性供電等工業(yè)領域，以及自動駕駛、車載充電機等汽車領域。如，低壓氮化鎵可應用于新一代大數(shù)據(jù)中心，以減少占地、提高功率、降低能耗。
面對臺積電、英飛凌、EPC、Navitas等競爭對手，中國大陸氮化鎵企業(yè)希望把握發(fā)展窗口期，快速提升產能。駱薇薇透露，英諾賽科的業(yè)務包括芯片設計、材料外延生產、芯片制造、可靠性分析，其珠海工廠月產能為4000片，蘇州工廠月產能為6.5萬片，蘇州工廠今年底試產、明年6年量產。
目前，國內多家企業(yè)及機構正在完善氮化鎵的國產化生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)產業(yè)鏈自主可控：氮化鎵封裝測試體系有華天科技、長電科技、嘉盛半導體（Carsem）；磁材料有TDG（天通控股）、DMEGC（東磁）；驅動、控制器有東科半導體、JOULWATT（杰華特微電子）等；測試體系有電子科技大學、中國賽寶實驗室等。
電動汽車推動碳化硅市場爆發(fā)
第三代半導體另一個重要產品碳化硅，則將受益于電動汽車行業(yè)的快速成長而迎來爆發(fā)機會。
安芯投資管理有限公司首席執(zhí)行官、創(chuàng)始合伙人王永剛在上述論壇上表示，2018年至2024年碳化硅的發(fā)展方向是新能源汽車市場，年復合增長率將達到29%。全部碳化硅器件市場，預計在2023年達到15億美元。
日本豐田汽車公司功率半導體顧問、PDPlus LLC總裁濱田公守說，在2017年，電動汽車的比例僅為3%，而到2040年，預計將達到50%。在接下來的二十年里，電動汽車的份額將迅速增加。即使只看未來五年，電動汽車市場也會大幅增加。
碳化硅器件主要適合純電動車，因此碳化硅器件會與硅器件長期并存。濱田公守說，在純電動車中，使用碳化硅器件的方案會貴300美元。到2025年，行駛300公里的電池費用預計約為10000美元，如果電池效率提升3%，電池費用將下降300美元，節(jié)省的費用將可以抵消增加的費用。
在碳化硅（SiC）全球產業(yè)地圖中，襯底領域有日本制鐵集團、天科合達、同光晶體下的河北同光、泰科天潤；外延領域有瀚天天成、東莞天域、昭和電工；設計領域有創(chuàng)能動力（APS香港團隊）、上海詹芯電子等。而今年三安光電收購了北電新材，也是為了掌握上游碳化硅材料。
展望中國第三代半導體產業(yè)的未來，吳玲預計，到2025年，5G通信基站所需GaN射頻器件的國產化率將達到80%；第三代半導體功率器件將在高速列車、新能源汽車、工業(yè)電機、智能電網等領域規(guī)模應用；Mini/Micro LED、深紫外等材料及芯片產業(yè)化可實現(xiàn)在健康醫(yī)療、公共安全、信息交互等領域的創(chuàng)新應用。到2030年，國內將形成1~3家世界級龍頭企業(yè)，帶動產值超過3萬億元，年節(jié)電萬億度。
