1.1.2 全球第三代半导体产业的结构
第三代半导体产业链环节包括材料、器件、应用三个部分。与Si材料不同,SiC和GaN器件不能在单晶衬底上直接制作,必须在衬底上生长高质量外延材料,再在外延层上制造各类器件。
1.全球第三代半导体SiC的产业结构
SiC产业链主要包含材料(衬底、外延)、器件、模块等环节,各环节的重点企业如图1-1所示。从产业链格局来看,美国仅Wolfspeed一家公司的SiC衬底、外延片产量就占据全球的60%以上,日本和欧洲紧随其后。日本在SiC半导体设备和功率模块方面优势较大,比较典型的企业包括三菱电机、罗姆等。欧洲在SiC衬底、外延片等方面优势较大,典型的企业包括瑞典的Norstel、德国的英飞凌和瑞士的意法半导体。与国外企业相比,国内企业整体竞争力较弱,但在全产业链上都有所布局,且近年来进步十分迅速。在SiC衬底方面,山东天岳、天科合达可以供应3~6英寸[1]单晶衬底,产能亦在不断提升;在SiC外延片方面,东莞天域和瀚天天成均能够提供3~6英寸的SiC外延片;在SiC器件方面,以中电科55所、三安光电、长飞半导体和中车时代为代表的国内企业均已有较为深厚的积累。
2.全球第三代半导体GaN的产业结构
GaN产业链包括衬底、外延、器件、模块等环节,各个环节的重点企业如图1-2所示。住友电工和Wolfspeed是全球GaN射频器件领域的龙头企业,市场占有率均超过30%,其次为科沃和MACOM。苏州纳维是我国国内唯一一家,国际上少有的几家能批量生产2英寸(50mm)GaN的企业;东莞中镓建成国内首家专业氮化镓衬底生产线,可以制备出1100μm的自支撑GaN衬底;苏州晶湛、聚能晶源均可以生产8英寸(203mm)硅基GaN外延片;世纪金光,是涵盖SiC和GaN单晶、外延、器件、模块研发设计生产销售一体的公司;士兰微拥有6英寸硅基GaN功率器件生产线。
图1-1 SiC产业链重点企业
(资料来源:第三代半导体联合创新孵化中心)
图1-2 GaN产业链重点企业[2]
(资料来源:第三代半导体联合创新孵化中心)