从单晶硅到碳化硅,路有多远
让A股为之疯狂的第三代半导体,主要以碳化硅(SiC)、氧化锌(ZnO)、氮化镓(GaN)等材料为代表,与传统的单晶硅半导体相比,第三代半导体材料具有更宽的禁带宽度、更高的导热率、更高的抗辐射能力、更大的电子饱和漂移速率等特性。
优异的性能让第三代半导体能够胜任各种严苛的应用场景,但需要说明的是,半导体材料的“代数”主要是指芯片衬底材料的不同,材料的特性不同,其应用领域也不同。
当前,人类社会中90%以上的芯片使用的衬底材料仍然是单晶硅,未来这一数字也不会发生太大的变化,但第三代半导体材料在个别领域,如电动车行业中,正逐渐展露出压倒性的优势,这也让国内半导体厂商们愈发重视起这一产业。
在2015年之前,中国大陆尚无一条产线,随着山东天岳4英寸碳化硅衬底投入生产,国内才开始进入真正意义上的第三代半导体时代。
2019年8月,华为通过旗下哈勃科技有限公司投资了山东天岳,这被视为消费电子龙头布局第三代半导体的标志性事件。
此后,国内碳化硅项目如雨后春笋般涌现。据集微咨询统计,近五年来,国内落地第三代半导体项目超过70个,投资总规模超2000亿元,其中碳化硅项目占比约70%。
投资浪潮让中国大陆的碳化硅产业在短时间内成型,但距离国际领先水准仍存在着不小的差距。
从产业格局来看,目前全球SiC产业呈现出美国、欧洲、日本三足鼎立态势。其中美国全球独大,占有全球SiC产量的70%-80%,仅CREE一家就占据着全球碳化硅晶圆市场的6成之多;欧洲拥有完整的SiC衬底、外延、器件以及应用产业链,日本则是设备和模块开发方面的绝对领先者。
除去技术和工艺上的滞后,国内碳化硅产业目前还存在着一个较为致命的问题:本土的碳化硅企业无法为国内已经投产的6英寸芯片工艺提供衬底材料。
而东尼电子所布局的正是碳化硅衬底材料,这也或许解释了资本市场为何对一个尚未投产的项目如此热情。