8月27日，在南京舉行的世界半導(dǎo)體大會(huì)暨第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)發(fā)展高峰論壇上，國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會(huì)委員、第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長吳玲透露：國家2030計(jì)劃和“十四五”國家研發(fā)計(jì)劃都已經(jīng)明確，第三代半導(dǎo)體是重要發(fā)展方向，現(xiàn)在到了討論實(shí)施方案的階段。

9月3日，彭博社再次報(bào)道，中國有意將第三代半導(dǎo)體寫入“十四五”規(guī)劃。

股市反應(yīng)開始跟上，A股第三代半導(dǎo)體相關(guān)概念股開始猛漲，長方集團(tuán)、聚燦光電、乾照光電、豫金剛石、露笑科技連續(xù)漲停。其中，長方集團(tuán)從9月1月到9月3日已經(jīng)因?yàn)榭缇畴娚谈拍钸B續(xù)兩天漲停，9月3日開始，繼續(xù)聯(lián)同相關(guān)概念股持續(xù)漲停，截止9月8日，長方集團(tuán)連續(xù)5個(gè)漲停板，股價(jià)從3.34元漲到8.30元，漲幅達(dá)148.5%，聚燦光電、豫金剛石等股價(jià)也都接近翻倍。

但仔細(xì)研究這些企業(yè)，會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分企業(yè)果然都只是“概念”，幾乎都沒有量產(chǎn)產(chǎn)品落地，長方集團(tuán)、豫金剛石更是由于股價(jià)異常波動(dòng)和業(yè)績基本面不符在9日被停牌，露笑科技等也接到深交所關(guān)注函。

第三代半導(dǎo)體是以碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）為代表，同時(shí)也包括氧化鋅（ZnO）、金剛石（C）、氮化鋁（AlN）等為材料的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。

相比以硅（Si）、鍺（Ge）為材料的第一代半導(dǎo)體和以砷化鎵（GaAs）、磷化銦（InP）為材料的第二代半導(dǎo)體，第三代半導(dǎo)體材料有更大的禁帶寬度（大于或等于2.3電子伏特）、更高的電子飽和漂移速度和擊穿場強(qiáng)，使得由其制造出的半導(dǎo)體器件具有高頻、高效、高功率、耐高壓、耐高溫、抗輻射等特性。

第一代半導(dǎo)體材料自上世紀(jì)50年代發(fā)展以來，已廣泛應(yīng)用于集成電路為主的微電子領(lǐng)域，95%的半導(dǎo)體器件和99%的集成電路都由硅材料制成。第二代半導(dǎo)體材料則使材料應(yīng)用進(jìn)入到光電領(lǐng)域，在發(fā)光器件、光電通信領(lǐng)域得以發(fā)展。而第三代半導(dǎo)體材料的高功率、高頻等特性將廣泛應(yīng)用于新能源汽車大功率半導(dǎo)體器件和5G射頻芯片等領(lǐng)域。

其中，以SiC為材料的半導(dǎo)體器件的大功率特性使其成為新能源汽車所需要的大功率器件，主要用于主驅(qū)逆變器（直流電轉(zhuǎn)換為交流電的設(shè)備）、DC/DC轉(zhuǎn)換器、充電系統(tǒng)中的車載充電機(jī)和充電樁等新能源車產(chǎn)業(yè)鏈。用碳化硅材料制造的汽車電子功率器件，能夠大幅降低車載充電系統(tǒng)、主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的能耗。

特斯拉Model 3就率先集成了全SiC功率器件的主逆變器，使得Model 3的逆變器效率從Model S的82%提升到90%，并將器件體積縮小到原來的1/10，承載功率提高到硅基器件的80倍。

GaN與SiC同屬于第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料，相比SiC能夠應(yīng)用到大功率環(huán)境中，GaN由于高頻下具有較高的輸出功率和效率，在射頻領(lǐng)域應(yīng)用較多，典型場景為5G宏基站和毫米波小基站以及快充市場。

5G商用宏基站未來將以64通道的大規(guī)模陣列天線為主，單基站 PA（射頻功率放大器）需求量接近200個(gè)，目前基站用功率放大器主要為 LDMOS（橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體）技術(shù)，但LDMOS 技術(shù)適用于低頻段，在高頻領(lǐng)域存在局限性，GaN 的高頻特性則能較好的適用于大規(guī)模 MIMO（多輸入多輸出）通道，5G基站GaN射頻PA將成為主流技術(shù)。

快充市場的應(yīng)用也已開始顯露。2020 年2月，小米發(fā)布了65W的Type-C充電器，其中就用到了GaN材料器件，能夠最高提供50W的充電功率，搭配其使用，小米10Pro從 0 充電至100%僅需45分鐘。

同時(shí)，GaN禁帶寬度大、開關(guān)頻率高、導(dǎo)通電阻低的特點(diǎn)，能夠使其制成的電子設(shè)備趨于小型化和輕量化，降低裝置的體積和重量，從而降低系統(tǒng)制作和生產(chǎn)成本。

相比于Si材料百億美元以上的市場規(guī)模，第三代半導(dǎo)體材料由于整體處于起步階段，目前也更多應(yīng)用于LED照明領(lǐng)域，市場規(guī)模還不大，2019年SiC和GaN的市場規(guī)模均在5億美元左右。

但隨著新能源汽車和5G市場的發(fā)展，其規(guī)模有望實(shí)現(xiàn)高速增長。根據(jù)Omdia的《2020年SiC和GaN功率半導(dǎo)體報(bào)告》，到2020年底，全球SiC和GaN功率半導(dǎo)體的銷售收入預(yù)計(jì)達(dá)到8.54億美元，未來十年年均增長率將達(dá)到兩位數(shù)，到2029年有望超過50億美元。同時(shí)，在第三代半導(dǎo)體材料領(lǐng)域，我國與國外差距不大，暫未出現(xiàn)“卡脖子”現(xiàn)象。

從產(chǎn)業(yè)來看，SiC生產(chǎn)過程分為SiC單晶生長、外延層生長及器件制造三大步驟，對(duì)應(yīng)的產(chǎn)業(yè)鏈為襯底、外延、器件與模組三大環(huán)節(jié)。

其中，SiC襯底國際主流產(chǎn)品正從4英寸向6英寸過渡，且已經(jīng)開發(fā)出8英寸導(dǎo)電型襯底產(chǎn)品。國內(nèi)企業(yè)在SiC襯底方面以4英寸為主，同時(shí)也已經(jīng)開發(fā)出了6英寸導(dǎo)電性SiC襯底和高純半絕緣SiC襯底。

山東天岳、北京天科合達(dá)和河北同光晶體分別與山東大學(xué)、中科院物理所和中科院半導(dǎo)體所進(jìn)行技術(shù)合作與轉(zhuǎn)化，在 SiC 單晶襯底技術(shù)上形成自主技術(shù)體系，目前已實(shí)現(xiàn)4英寸襯底的量產(chǎn)。同時(shí)山東天岳、天科合達(dá)、河北同光、中科節(jié)能均已完成 6 英寸襯底的研發(fā)，中電科裝備已成功研制出6英寸半絕緣襯底。

與SiC的相對(duì)成熟相比，GaN 襯底技術(shù)難度較大，制備技術(shù)仍有待提升，行業(yè)產(chǎn)量較低，導(dǎo)致GaN襯底的缺陷密度和價(jià)格較高，目前只有激光器等少數(shù)器件采用 GaN 同質(zhì)襯底。

國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)可以小批量生產(chǎn)2英寸GaN襯底，具備4英寸襯底生產(chǎn)能力，并開發(fā)出6英寸襯底樣品。目前已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的企業(yè)包括蘇州納維科技和東莞市中鎵半導(dǎo)體，其中蘇州納維目前已推出4 英寸襯底產(chǎn)品，并且正在開展 6 英寸襯底片研發(fā)。

SiC和GaN外延基本與襯底產(chǎn)業(yè)水平同步，襯底是作為芯片基體，外延片則在其上生長。

在器件和模組設(shè)計(jì)方面，我國則有所欠缺，還沒有廠商涉及于此。全球范圍內(nèi)歐洲和日本較為領(lǐng)先，典型企業(yè)有英飛凌、意法半導(dǎo)體、三菱電機(jī)等。不過，在模塊、器件制造環(huán)節(jié)我國已出現(xiàn)了一批優(yōu)秀的企業(yè)，包括三安集成、海威華芯、泰科天潤、中車時(shí)代、世紀(jì)金光等。

 三、A股們水分較大

雖然國內(nèi)第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)還需要不斷努力，但相比A股多數(shù)企業(yè)遙遙無期的概念，已經(jīng)十分難得。

拿長方集團(tuán)來說，其目前業(yè)務(wù)包括智能營銷與互聯(lián)網(wǎng)金融等，與第三代半導(dǎo)體材料相去甚遠(yuǎn)。但由于其董事長關(guān)聯(lián)企業(yè)晶能光電擁有硅襯底氮化鎵基LED制造技術(shù)，在自9月1日因跨境電商概念已連續(xù)兩個(gè)漲停板的情況下，9月3日后又因第三代半導(dǎo)體概念持續(xù)漲停。

但事實(shí)上，長方集團(tuán)上半年實(shí)現(xiàn)營收5.56億元，較去年同期下降31.94%，歸母凈虧損3375萬元，同比下降182.44%，公司股價(jià)與業(yè)績完全不匹配。更值得注意的是，在9月3日經(jīng)過兩次漲停之后，公司幾位大股東分別以集中競價(jià)和大宗交易的方式減持了1566萬股，高位套現(xiàn)近7500萬元。

股價(jià)瘋長引起監(jiān)管注意，9月8日晚間，深交所披露，長方集團(tuán)因9月1日至9月8日連續(xù)六個(gè)交易日收盤價(jià)格累計(jì)漲跌幅偏離值超過100%，股票交易嚴(yán)重異常波動(dòng)，9月9日起接受停牌審查，一起停牌的還有天山生物和豫金剛石，其中豫金剛石也因第三代半導(dǎo)體概念股價(jià)連續(xù)漲停。

其他像露笑科技、乾照光電也因業(yè)務(wù)不佳、股價(jià)異常波動(dòng)、股東套現(xiàn)等收到深交所關(guān)注函，股價(jià)在9月9日都出現(xiàn)大跌。其中，露笑科技在8月份曾披露將在合肥投資規(guī)模100億元的第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目，但深交所隨后對(duì)該項(xiàng)目發(fā)出材料問詢，露笑科技卻至今仍沒有做出回復(fù)。

相比之下，在第三代半導(dǎo)體材料領(lǐng)域擁有真正量產(chǎn)能力的三安光電卻沒有受到太多關(guān)注。

三安光電目前在第三代半導(dǎo)體材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域也是LED照明方向，但相比國內(nèi)大多數(shù)第三代半導(dǎo)體材料企業(yè)的概念階段或研發(fā)階段，三安光電已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了SiC、GaN的量產(chǎn)。

早在2017年底，三安光電就開始和泉州市政府合作建設(shè)總投資333億元的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目。今年6月，三安光電又投資160億元在長沙建設(shè)包括長晶—襯底制作—外延生長—芯片制備—封裝在內(nèi)的第三代半導(dǎo)體全產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目，包含高端氮化鎵LED襯底、外延、芯片的研發(fā)與制造產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，高端砷化鎵LED外延、芯片的研發(fā)與制造產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目等。

不過仍然需要注意的是，盡管具備量產(chǎn)能力，但三安光電目前第三代半導(dǎo)體產(chǎn)品的良品率還較低，短時(shí)間還無法實(shí)現(xiàn)規(guī)模盈利。

整體來看，盡管目前規(guī)模遠(yuǎn)不如Si材料邏輯芯片，但隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和5G產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，第三代半導(dǎo)體材料依然有明朗的市場前景，但技術(shù)上的較小差距不能成為懈怠的理由，半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)依然是重要產(chǎn)業(yè)，核心技術(shù)依然需要不斷攻克，而虛無的概念還是少點(diǎn)為好。

原創(chuàng)：競科技