Chips (numéro public: aichip001) Wen | Wen Shu
Aujourd'hui, le secteur des matériaux semi-conducteurs en actions A a complètement explosé, après le crash de «l'horreur de minuit» des actions américaines hier soir!
Explorer la raison pour laquelle les actions A-share concept de semi-conducteurs sont difficiles à supporter l'impact du disque externe est une nouvelle politique qui a poussé le terme «matériaux semi-conducteurs de troisième génération» dans la vision des gens hier soir.
"Securities Times" a rapporté que, selon des sources faisant autorité, La Chine envisage d'inclure son ferme soutien au développement de l'industrie des semi-conducteurs de troisième génération dans le "14e plan quinquennal" en cours d'élaboration , Et prévoit de soutenir vigoureusement le développement de l'industrie des semi-conducteurs de troisième génération dans l'éducation, la recherche scientifique, le développement, le financement, les applications, etc. entre 2021 et 2025, dans une perspective d'indépendance.
Le concept de "semi-conducteur de troisième génération" peut être inconnu, mais en fait, cette année encore, deux matériaux semi-conducteurs typiques de troisième génération sont entrés dans la vie quotidienne et ont suscité l'enthousiasme du marché:
Le 13 février de cette année, Xiaomi a publié Nitruration gallium Chargeur Type-C 65W , Avec une petite taille et une efficacité élevée comme argument de vente, il a été épuisé le premier jour de la vente. Xiaopeng, ère Ningde, idéal, Weilai ... les véhicules à énergie nouvelle des grandes marques sont de plus en plus courants, et Dans le système de charge embarqué et le système d'entraînement principal des véhicules électriques, l'utilisation de matériaux en carbure de silicium n'est pas rare. .
Même si vous ne connaissez pas la définition claire des «semi-conducteurs de troisième génération», il nest pas difficile de savoir à travers ces phénomènes que dans lélectronique de puissance tournée vers lavenir et les nouveaux domaines énergétiques, Les matériaux semi-conducteurs tels que le nitrure de gallium et le carbure de silicium, qui sont du silicium non pur, sont caractérisés par "une résistance à haute pression, une résistance à haute température, une résistance aux radiations et une résistance à haute puissance" sont en train d'émerger.
Dans les années 50, les industries de l'Internet et de l'informatique étaient en plein essor, et les puces à base de silicium devinrent la clé d'or du «village mondial». En 2020, debout à un nouveau nud temporel, la 5G, la nouvelle énergie, l'optoélectronique ... deviennent la nouvelle tendance de l'attention mondiale.Le marché a vivement remarqué que cette fois, les matériaux semi-conducteurs de troisième génération deviendront ceux qui déclencheront la révolution industrielle mondiale. clé.
1. Le marché des matériaux semi-conducteurs de troisième génération est en plein essor
Le 13 février de cette année, Xiaomi a sorti le chargeur de nitrure de gallium Type-C 65W, qui a été épuisé le premier jour de la vente. Cela peut être vu comme un signe que le marché de la charge au nitrure de gallium a explosé. Dans les mois suivants, les grands fabricants «suivent la tendance», utilisant comme arguments de vente des concepts tels que «nitrure de gallium» et «charge rapide».
Le 8 avril, Huawei a publié un chargeur 65 W GaN qui prend en charge les modes double port Type-C et A et peut charger les téléphones mobiles et les tablettes.
Le 15 juillet, OPPO a sorti un mini chargeur de nitrure de gallium de 50 W avec une épaisseur de seulement 10 mm et une apparence qui ressemble à un «biscuit».
Xiaomi a publié un chargeur GaN Type-C 65W
Depuis le début de cette année, des politiques favorables aux véhicules à énergie nouvelle sont apparues fréquemment, accompagnées de marques de véhicules électriques telles que Xiaopeng, Ningde Times, Ideal, Weilai, etc., apparaissant de plus en plus fréquemment. Un autre matériau semi-conducteur représentatif de carbure de silicium de troisième génération a profité de ce «dongfeng».
Les dispositifs électroniques de puissance automobile en carbure de silicium peuvent réduire la consommation d'énergie des systèmes de charge embarqués et des principaux systèmes d'entraînement, ce qui "coïncide avec la demande du marché en" nouvelle énergie ". Selon le calcul du marché des terminaux automobiles, d'ici 2022, la capacité totale du marché du carbure de silicium devrait dépasser 1 milliard de dollars américains.
En plus d'être utilisés pour fabriquer de l'électronique de puissance pour les automobiles, les matériaux en carbure de silicium sont également le substrat le plus idéal pour les puces 5G. Au cours des deux dernières années, la construction 5G est devenue un boom. Le 6 juin de cette année, Zhang Quan, directeur général adjoint de China Tower, a déclaré un jour que China Tower avait construit un total de 258000 stations de base 5G, avec un taux de partage de 97%! Dans un sens, Les plaquettes de carbure de silicium sont au cur des stations de base 5G.
La popularité des matériaux semi-conducteurs de troisième génération se reflète également sur le marché boursier. Le «14e plan quinquennal» peut indiquer que les matériaux semi-conducteurs de troisième génération seront ciblés et que le marché des semi-conducteurs de troisième génération ajoutera de la chaleur.
Le marché boursier a ouvert ce matin et les cours des actions de plusieurs sociétés de matériaux semi-conducteurs de troisième génération ont commencé à augmenter, comme Qianzhao Optoelectronics a récolté une limite quotidienne de 20%, et Jucan Optoelectronics et Yishite ont augmenté de plus de 10%.
En début de séance le 4 septembre, le cours de l'action du secteur des concepts de semi-conducteurs de troisième génération a commencé à augmenter (Source: Shanghai Securities News)
À l'heure actuelle, la construction chinoise de l'industrie des semi-conducteurs de troisième génération augmente également. Le 20 juillet de cette année, le "San'an Optoelectronics Third Generation Semiconductor Industrial Park" avec un investissement de 16 milliards de yuans et une superficie de 1000 acres a commencé la construction dans la zone de haute technologie de Changsha. Le parc industriel est principalement utilisé pour construire des bases de production de substrats en carbure de silicium, d'épitaxie, de puces et d'emballage avec des droits de propriété intellectuelle indépendants.Il construira également la première chaîne de production à chaîne industrielle complète de carbure de silicium de Chine. Cela signifie également que la Chine a choisi la troisième génération de matériaux semi-conducteurs dans le cadre du processus «entièrement auto-recherché». un des étape.
Annonce de Sanan Optoelectronics Co., Ltd. lors de la signature du "Contrat d'investissement et de construction de projet"
La 5G, les transports intelligents et les nouvelles énergies sont devenues la direction du développement mondial, tandis que le potentiel du marché du carbure de silicium et du nitrure de gallium est loin d'être pleinement exploité.
Selon les statistiques de CCID Consulting, une agence d'analyse de marché, le nitrure de gallium représentait plus de 30% du champ des appareils à radiofréquence en 2019, et la taille du marché du nitrure de gallium était d'environ 560 millions de dollars américains; d'ici 2025, la proportion de nitrure de gallium dans le domaine des appareils à radiofréquence devrait dépasser 50%. %, la taille du marché devrait franchir 3 milliards de dollars américains.
En termes de carbure de silicium, le marché mondial du carbure de silicium en 2019 est d'environ 540 millions de dollars US et devrait atteindre 3 milliards de dollars US en 2025. Le marché automobile deviendra une force motrice importante pour la croissance du marché du carbure de silicium.
2. La star de la troisième génération de matériaux semi-conducteurs: le carbure de silicium et le nitrure de gallium
La pierre angulaire de l'industrie de l'information d'aujourd'hui reste les puces à base de silicium. Selon les statistiques du Prospective Industry Research Institute, une organisation d'analyse de marché, les matériaux de silicium représentent 95% du marché mondial des matériaux pour plaquettes, et son importance va de soi.
Mais en fait, à l'origine, les transistors n'étaient pas faits de matériaux en silicium; et ces dernières années, l'exploration des matériaux semi-conducteurs de silicium non à base de silicium et non purs n'a jamais cessé.
Tout comme en conformité avec la tendance des communications mobiles, les matériaux semi-conducteurs de deuxième génération dotés d'une bande interdite directe et de performances optoélectroniques supérieures sont devenus un boom; les matériaux semi-conducteurs de troisième génération d'aujourd'hui avec des caractéristiques de large bande interdite, des températures élevées, une résistance aux rayonnements et une résistance à haute tension sont conformes aux communications 5G, La demande du marché pour la nouvelle énergie et la conversion photoélectrique devient de plus en plus populaire.
Comparaison des domaines d'application de trois générations de matériaux semi-conducteurs
Parmi les matériaux semi-conducteurs de troisième génération, les technologies du carbure de silicium et du nitrure de gallium sont relativement matures et sont devenues l'objet de la configuration du marché. D'autres matériaux tels que le diamant, l'oxyde de zinc et le nitrure d'aluminium sont encore au stade initial de la recherche.
Les matériaux semi-conducteurs de troisième génération ont généralement les caractéristiques d'une large bande interdite (bande interdite par exemple> 2,3 eV), d'un champ électrique de claquage élevé, d'une grande vitesse de saturation des électrons et d'une résistance au rayonnement. Parmi eux, la bande interdite supérieure à 2,3 eV est la caractéristique la plus typique des matériaux semi-conducteurs de troisième génération, et c'est aussi la principale raison pour laquelle certaines propriétés du carbure de silicium et du nitrure de gallium sont meilleures que les matériaux de silicium.
Comparaison des paramètres de performance des matériaux semi-conducteurs de troisième génération
La taille de la bande interdite est principalement liée à la structure de la bande d'énergie du semi-conducteur (c'est-à-dire la structure cristalline et les propriétés de liaison des atomes, etc.) Le matériau semi-conducteur à large bande interdite a généralement une force de champ électrique critique de claquage en avalanche et une vitesse de dérive de saturation des porteurs beaucoup plus élevées que le silicium. Conductivité thermique plus élevée et mobilité des porteurs similaire, ce qui signifie que les matériaux semi-conducteurs à large bande interdite sont plus résistants à la haute pression, à la conductivité thermique, à la stabilité thermique et à la résistance aux rayonnements que les matériaux en silicium.
En plus de la bande interdite, le carbure de silicium et le nitrure de gallium présentent certaines différences dans les propriétés d'autres matériaux, ce qui conduit à l'application de nitrure de gallium et de carbure de silicium sur leur foyer respectif.
Plus précisément, les matériaux en carbure de silicium ont une conductivité thermique plus élevée et ont un plus grand potentiel d'application dans les champs de puissance élevée, à haute température et de grande puissance au-dessus de 1200 V, tels que les réseaux intelligents, le transport, les véhicules à énergie nouvelle, le photovoltaïque, l'énergie éolienne et d'autres domaines;
Les matériaux en nitrure de gallium ont une mobilité électronique élevée et conviennent aux applications dans les puissances haute fréquence, haute fréquence et basse fréquence inférieures à 1000 V. Il existe trois directions d'application principales, à savoir la radiofréquence, l'optoélectronique et les appareils électroniques de puissance.
Semblable aux matériaux de silicium, la chaîne industrielle des matériaux de carbure de silicium et de nitrure de gallium peut être divisée en les maillons suivants: fabrication de substrat, de plaquette épitaxiale et de dispositif.
Troisièmement, les matériaux semi-conducteurs de troisième génération peuvent devenir un point de départ important pour la localisation
À l'heure actuelle, le troisième plus grand marché des matériaux semi-conducteurs montre un modèle d'acteurs de premier plan aux États-Unis, au Japon et en Europe. Prenant le carbure de silicium comme exemple, les États-Unis sont le leader mondial, représentant 70 à 80% de la production mondiale de carbure de silicium; l'Europe dispose d'un substrat de SiC complet, d'une plaquette épitaxiale, d'une chaîne industrielle de dispositifs et d'applications, et le Japon est le leader du développement d'équipements et de modules . En revanche, l'industrie chinoise des semi-conducteurs de troisième génération est légèrement plus faible et à la traîne en termes de leadership technologique et de part de marché.
malgré cela, Les matériaux semi-conducteurs de troisième génération devraient encore devenir un point de départ important pour la localisation de la chaîne de l'industrie des semi-conducteurs en Chine.
Premièrement, les raisons des principales industries des semi-conducteurs de troisième génération aux États-Unis, au Japon et en Europe sont indissociables de la politique de promotion des États-Unis, du Japon et de l'Europe. Ces pays ont déjà réalisé les stratégies des matériaux semi-conducteurs de troisième génération dans les domaines des communications, de l'industrie militaire et de l'aérospatiale. Importance, et a commencé une mise en page ciblée plus tôt.
Ces dernières années, la Chine a également mis laccent sur la chaîne de lindustrie des semi-conducteurs. Qu'il sagisse de laccent mis par la nouvelle infrastructure sur la 5G et les circuits intégrés, ou la création de deux grands fonds nationaux, cela a fourni un terrain pour lindustrie des puces et bénéficiera également aux matériaux semi-conducteurs. Innovation.
Deuxièmement, Bien que la Chine soit légèrement en retard dans la mise en page des matériaux semi-conducteurs de troisième génération, elle n'a pas rencontré de situation de "cou coincé".
En comparant les technologies de fabrication de plaquettes de carbure de silicium nationales et étrangères, en 2018, le principal acteur chinois des matériaux en carbure de silicium Tianke Heda a réalisé la production en série de plaquettes de carbure de silicium de 6 pouces; en octobre 2019, le principal acteur américain du carbure de silicium Cree Terminé la préparation d'échantillons de tranches de carbure de silicium de 8 pouces. En revanche, la différence technologique entre les deux générations n'est pas grande.
En outre, Le marché chinois des dispositifs semi-conducteurs de troisième génération a une énorme marge de croissance, qui pourrait devenir un moteur majeur pour le développement de matériaux en amont . Selon les statistiques de CCID Consulting, une institution détudes de marché, la taille du troisième marché chinois des dispositifs à semi-conducteurs a atteint 8,629 milliards de yuans, un taux de croissance de 99,7% , D'ici 2022, le troisième marché chinois des dispositifs à semi-conducteurs devrait percer 60,821 milliards de yuans, un taux de croissance de 78,4% .
Derrière l'enthousiasme du marché grand public se cache le lien actif entre l'amont et l'aval de toute la chaîne de l'industrie des semi-conducteurs de troisième génération. À l'heure actuelle, la Chine a formé une chaîne industrielle complète de matériaux en carbure de silicium et de nitrure de gallium.
Par exemple, dans la chaîne de l'industrie du carbure de silicium, les acteurs nationaux des substrats comprennent Shandong Tianyue, Beijing Tianke Heda, etc.; les joueurs de plaquettes épitaxiales comprennent Hantian Tiancheng Electronic Technology Co., Ltd. Il y a Tyco Tianrun Semiconductor, Xiamen Xinguang Runze Technology Co., Ltd. et ainsi de suite.
En ce qui concerne la chaîne de l'industrie des matériaux en nitrure de gallium, les acteurs des matériaux de substrat comprennent Suzhou Nawei, Dongguan Zhonggal, etc.; les joueurs de plaquettes épitaxiales incluent Jingzhan Semiconductor, Jiangsu Nenghua, etc.
Conclusion: l'ère des matériaux semi-conducteurs de troisième génération arrive-t-elle?
Comme mentionné précédemment, les matériaux de silicium représentent environ 95% du marché mondial des matériaux de plaquette, et les matériaux semi-conducteurs de deuxième et troisième génération «se partagent» conjointement les 5% restants.
Alors que les communications mondiales et les technologies électroniques émergentes continuent de se développer, la demande du marché pour les matériaux semi-conducteurs de troisième génération continuera de croître. Bien qu'il occupe moins de 5% du marché, d'un autre point de vue, cela représente également le troisième plus grand marché des matériaux semi-conducteurs en tant qu'océan bleu avec un énorme potentiel de croissance.
En outre, pour l'ensemble de la chaîne de l'industrie des puces, le dépassement de la loi de Moore basée sur les matériaux en silicium est une épée suspendue, et l'innovation des matériaux semi-conducteurs est l'un des débouchés pour l'industrie pour résoudre cette inquiétude cachée.
Pour la Chine, développer vigoureusement l'industrie des matériaux semi-conducteurs de troisième génération revêt une autre importance. Dans les frictions commerciales sino-américaines, l'interdiction américaine a collé la «gorge» de la chaîne chinoise de l'industrie des puces, ce qui montre également l'importance des technologies clés «indépendantes et contrôlables». De ce point de vue, réaliser une percée dans les matériaux semi-conducteurs de troisième génération peut être un puissant point de départ pour que l'industrie chinoise des circuits intégrés "dépasse".
