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半導(dǎo)體“黑科技”:氮化鎵
新基建加速氮化鎵的發(fā)展
GaN寬禁帶電力電子器件代表著電力電子器件領(lǐng)域發(fā)展方向,材料和工藝都存在許多問題有待解決,即使這些問題都得到解決,它們的價(jià)格肯定還是比硅基貴。預(yù)計(jì)到2019年,硅基GaN的價(jià)格可能下降到可與硅材料相比擬的水平。由于它們的優(yōu)異特性可能主要用于中高端應(yīng)用,與硅全控器件不可能全部取代硅半控器件一樣,SiC和GaN寬禁帶電力電子器件在將來也不太可能全面取代硅功率MOSFET、IGBT和GTO(包括IGCT)。SiC電力電子器件將主要用于1200V以上的高壓工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域;GaN電力電子器件將主要用于900V以下的消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)/服務(wù)器電源應(yīng)用領(lǐng)域。
前面金譽(yù)半導(dǎo)體講過,GaN作為第三代半導(dǎo)體材料,其性質(zhì)決定了將更適合4G乃至未來5G等技術(shù)的應(yīng)用。從現(xiàn)在的市場狀況來看,GaAs仍然是手機(jī)終端PA和LNA等的主流,而LDMOS則處于基站RF的霸主地位。但是,伴隨著Si材料和GaAs材料在性能上逐步達(dá)到極限,我們預(yù)計(jì)GaN半導(dǎo)體將會(huì)越來越多的應(yīng)用在無線通信領(lǐng)域中。
第三代半導(dǎo)體射頻電子器件在民用和軍用領(lǐng)域都已實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。尤其是,由于具備高頻、高功率、大帶寬的性能優(yōu)勢,氮化鎵射頻電子器件和模塊在5G移動(dòng)通信基站建設(shè)中發(fā)揮著不可替代的作用,我國5G建設(shè)提速,將觸發(fā)對氮化鎵射頻電子器件需求的快速增長。
放眼國際,2019年全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)整體處于低迷期,但第三代半導(dǎo)體技術(shù)、產(chǎn)品、市場、投資均呈現(xiàn)較高增長態(tài)勢,龍頭企業(yè)紛紛加強(qiáng)在第三代半導(dǎo)體領(lǐng)域的布局,通過調(diào)整業(yè)務(wù)領(lǐng)域,擴(kuò)大產(chǎn)能供給,整合并購,增強(qiáng)競爭能力。相比之下,我國第三代半導(dǎo)體功率電子和射頻電子產(chǎn)業(yè)處于起步階段,已初步形成從材料、器件到應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈,但整體技術(shù)水平還落后世界頂尖水平3—5年,亟須突破材料、器件、封裝及應(yīng)用等環(huán)節(jié)的核心關(guān)鍵技術(shù)和可靠性、一致性等工程化應(yīng)用問題。
‘新基建’提速為我國第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了寶貴機(jī)遇,國內(nèi)市場對第三代半導(dǎo)體材料和器件的需求快速提升,終端應(yīng)用企業(yè)也在調(diào)整供應(yīng)鏈,扶持國內(nèi)企業(yè),此前難以進(jìn)入供應(yīng)鏈的產(chǎn)業(yè)鏈上中游產(chǎn)品將獲得下游用戶驗(yàn)證機(jī)會(huì),進(jìn)入多個(gè)關(guān)鍵廠商供應(yīng)鏈。
《第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展報(bào)告(2019年)》預(yù)測,2024年我國第三代半導(dǎo)體電力電子器件應(yīng)用市場規(guī)模將近200億元,未來5年復(fù)合增長率超過40%。