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“寬禁帶半導(dǎo)體進(jìn)入爆發(fā)前夕”。作者：飛飛?|編輯：唐詩 |去年 11 月底，特斯拉 Model 3 新款開售，其產(chǎn)品設(shè)計和功能變化都引起了外關(guān)注。在特斯拉 Model 3 車型中，SiC 得到量產(chǎn)應(yīng)用，這吸引了球汽車廠商的目光。搭載 SiC 芯片的智能電動汽車，可提高續(xù)航里程，對破現(xiàn)有電池能耗與控制系上瓶頸，乃至整個新能源車行業(yè)都有重要意義。目，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為以 SiC 為代表的寬禁帶半導(dǎo)體將成為下一代半導(dǎo)體主要材，那么寬禁帶半導(dǎo)體當(dāng)前展?fàn)顩r如何？國內(nèi)外發(fā)展禁帶半導(dǎo)體有哪些區(qū)別？來發(fā)展面臨著哪些挑戰(zhàn)？01、特斯拉 Model?3 首批搭載 SiC對于全球汽車廠商來說，特斯的每次動作，都會引起高關(guān)注，特斯拉 Model 3 搭載了?SiC 芯片，成為全球首批在量產(chǎn)使用 SiC 芯片的汽車制造商之一?；?Model 3 在市場上的成功，以及 SiC 在續(xù)航里程等方面的優(yōu)勢，SiC 一經(jīng)亮相，迅速成為全球片廠商和汽車廠商的關(guān)注點。德國芯片制造商英飛推出用于電動汽車逆變器 SiC 模塊，緊接著，現(xiàn)代汽車宣布要在旗下電汽車中使用 SiC 芯片，并且明確表示，使用 SiC 芯片的電動汽車?yán)m(xù)航里程將提高 5%，這又為 SiC 作了正面宣傳。事實上，SiC 芯片的確具有常規(guī)半導(dǎo)體難以比擬優(yōu)勢，從 SiC 發(fā)展的歷程中也不難看出，SiC 也是目前研究相對更成熟的材料。此前，硅（Si）和鍺（Ge）作為半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的主流，在集成電路、空航天、新能源和光伏等業(yè)中應(yīng)用廣泛。隨著高端造、大功率發(fā)光電子器件益發(fā)展，對頻率、效率和聲等要求越來越高，第二半導(dǎo)體砷化鎵（GaAs）和磷化銦（InP）應(yīng)運而生。但到目前，人類在 5G 通信、智慧電網(wǎng)、宇航衛(wèi)星、新能源汽車等前沿域不斷突破，體積更小、能更優(yōu)、效率更高的芯片料成為產(chǎn)業(yè)進(jìn)步的剛需，場需求倒逼芯片材料不斷新。在這種情況下，SiC 碳化硅和 GaN 氮化鎵作為第三代化合物半導(dǎo)材料，正式進(jìn)入人們視野如前文現(xiàn)代汽車公開所述SiC 材料更加耐高溫、耐腐蝕，這種優(yōu)勢有助于升功率、減少散熱，對提新能源汽車?yán)m(xù)航的確有重意義。02、國際巨頭未完成壟斷，國內(nèi)有條件追趕前來看，對第三代半導(dǎo)體料 SiC 和 GaN 的研究相對成熟，和前兩半導(dǎo)體材料相比，SiC 在禁帶寬度等方面有明顯勢，也更耐高溫、更抗輻，在大功率、高溫、高輻應(yīng)用場景中尤其適用。GaN 材料則更耐壓、更耐熱、更耐腐蝕，在發(fā)光器件比較適用。基于性能上的顯優(yōu)勢，國內(nèi)外相關(guān)企業(yè)在積極發(fā)展寬禁帶半導(dǎo)體料。放眼全球，目前，寬帶半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)依然國外企業(yè)所主導(dǎo)，但國際頭還未形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在模上也未形成完全壟斷。時，我國內(nèi)需市場龐大，市場和應(yīng)用上有明顯優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)鏈條也日益完善。在際市場上，寬禁帶半導(dǎo)體料已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化快速發(fā)階段，在新能源汽車、5G 通信、光伏、消費電子等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，代表性企有 Wolfspeed、onsemi、ROHM 等，比如 Wolfspeed，是全球最大的 SiC 襯底制造商，其主營業(yè)務(wù)是專門研究 SiC 材料，專注于第三代化合物導(dǎo)體。相比于國際市場，內(nèi)企業(yè)在整體技術(shù)研發(fā)和場應(yīng)用上有所落后，但近來技術(shù)水平不斷提升，部技術(shù)已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水，比如在寬禁帶半導(dǎo)體微射頻芯片技術(shù)上就擁有明優(yōu)勢。此外，半導(dǎo)體照明術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用也相對更熟，2022 年初我國寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值近 8000 億元，其中大部分產(chǎn)值就來自于半導(dǎo)照明。03、產(chǎn)業(yè)前景廣闊，降本成為關(guān)鍵寬禁帶半體快速崛起，已經(jīng)成為全半導(dǎo)體和相關(guān)產(chǎn)業(yè)競爭的點，我國內(nèi)需市場規(guī)模龐，并且又是以市場應(yīng)用為動的發(fā)展模式，長期來看我國寬禁帶半導(dǎo)體在產(chǎn)業(yè)上有諸多優(yōu)勢。再者，和成電路產(chǎn)業(yè)相比，寬禁帶導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對工藝技術(shù)、設(shè)流程和精密程度的要求相較低，因此企業(yè)進(jìn)入的門不高，這也為國內(nèi)企業(yè)成提供了可能。資本也看到寬禁帶半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的巨大景，也在加速推進(jìn)寬禁帶導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2021 年，即使在疫情的背景下仍有超過 60 家企業(yè)完成融資，這說明寬禁帶半體也被資本高度看好。當(dāng)，看到行業(yè)發(fā)展的前景，不應(yīng)忽視面臨的挑戰(zhàn)。目，寬禁帶半導(dǎo)體使用領(lǐng)域要集中在射頻器件、大功電力電子器件、光電器件，應(yīng)用領(lǐng)域仍有待拓展。外，我國雖然已經(jīng)實現(xiàn)了發(fā)和生產(chǎn)相關(guān)產(chǎn)品，但產(chǎn)迭代速度較慢，在應(yīng)用端價體系也相對缺乏。長期看，成本依然是決定寬禁半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化的重要因素隨著成本不斷降低，產(chǎn)業(yè)也將迎來加速。本文來自信公眾號：出新研究 （ID：chuxinyanjiu），作者：飛飛