第三代半导体芯片发展趋势

第三代半导体芯片发展趋势
文章图片

文章图片

图:图虫
作者:骆轶琪
编辑:张伟贤
延续了一年的第三代半导体发展热潮并未止息 , 多家功率半导体国际巨头竞相在公布2022财报前后宣布了新建工厂计划 。
如Infineon(英飞凌)、STMicroelectronics(意法半导体)都表示将在全球不同国家建设碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)相关工厂 。虽然在目前阶段来看 , 碳化硅的应用和技术发展相对成熟 , 但氮化镓的未来前景也不容忽视 , 而在这其中 , 偏前端的衬底(略类似于硅基的晶圆)环节又是占据较大价值量的部分 , 由此可见巨头们对于未来的发展之争已经拉开架势 。
再往前看 , 动作幅度更大的是Cree(科锐) 。2021年10月 , 科锐经过四年的彻底转型 , 剥离掉原先占比2/3的业务 , 以更名Wolfspeed作为节点 , 重新定位将发力碳化硅技术和制造 。在此之前的六年时间内 , Wolfspeed都只是作为科锐碳化硅材料和半导体器件事业部的一个品牌 。
当然 , 第三代半导体面向未来的发展落地不可能一蹴而就 。虽然国际巨头们在不断加大投资抢占先机 , 但从纵深来说 , 目前成熟度已经很高的硅基(第一代半导体 , 与第三代半导体不是代际替代关系)具备更普适的应用优势 , 这奠定了硅基在晶圆/衬底材料市场9成以上的历史份额 , 这在未来也不会轻易有显著改变 。
第三代半导体芯片发展趋势
文章图片

文章图片

巨头接连新建产线
2月的新一个财报季 , 功率半导体大厂不约而同提到了新一年加大对第三代半导体的投资力度 , 以及对未来形势的看好 。
意法半导体发布的2022财年财报指出 , 将投入约9亿美元用于战略投资 , 其中包括对新晶圆厂的工业化产线投资 , 也包括对氮化镓技术和碳化硅原材料的投入 。
在此之前的业绩说明会上 , 该公司高管表示 , 预计在2024年将实现10亿美元的碳化硅营收目标 , 比原计划提前一年 , 主要动力会来自于电动汽车相关产品的增长 , 工业端等领域的营收也会有所增加 , 但会相对分散 , 将体现在充电站上 。
英飞凌发布的2022财年财报则表示 , 将投入超过20亿欧元 , 在马来西亚新建第三代半导体模组厂 。公司同时指出 , 希望通过加大在宽禁带半导体(主要包括碳化硅和氮化镓)领域的制造能力 , 强化其在功率半导体的领导地位 。待前述模组厂建设完成 , 将有望带来每年在碳化硅和氮化镓市场20亿欧元的新增收入 。
长期以来 , 英飞凌、意法半导体等功率半导体Top级厂商更多的产品是硅基器件 , 如硅基IGBT、硅基MOSFET等 , 随着5G、新能源汽车等一系列技术迭代和市场需求推动之下 , 第三代半导体凭借各自高频、高压等优势异军突起 , 成为备受关注的下一个技术方向 。
我国的相关建设同样如火如荼 , 从创业公司发展、到地方政府的政策支持都在加速推动着相关技术研发和工厂落地 。略有不同的可能是发展模式选择 。前述国际大厂多采用的是IDM模式 , 也即从晶圆厂到器件模组都有一定比重的自主生产 , 国内则也有偏重发展某一个产业环节的公司类型 。
北京大学长江特聘教授、宽禁带半导体研究中心主任沈波向21世纪经济报道采访人员分析 , 目前 , 硅基半导体芯片产业的发展模式有IDM、有代工 , 产业分工比较细 。至于第三代半导体芯片产业的发展模式到底是走哪一条路 , 目前还很难下结论 , 应该说各有各的优势 。