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新方向起爆!

原创:独家研报   研报社   2020-09-04 - 小 + 大

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预期差就是生产力。

——研报社


第三代半导体


第三代半导体概念逆市大涨

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股帮App「独家研报」在周四(9月3日)发布《【第三代半导体】放量在即,国产替代蓝海》一文,详细解读了相关事件,并梳理了核心个股,今天该概念板块逆市大涨。


9月3日爆出一则新闻:
“据权威消息人士透露,我国计划把大力支持发展第三代半导体产业,写入正在制定中的“十四五”规划,计划在2021-2025年期间,在教育、科研、开发、融资、应用等等各个方面,大力支持发展第三代半导体产业,以期实现产业独立自主。”

「独家研报」昨夜紧急发文解读该事件,并重点讨论了核心第三代半导体材料——碳化硅SiC、氮化镓GaN的基本面。

今天市场受美股影响,早盘大跌,但是第三代半导体概念板块逆市大涨,昨晚文中梳理的乾照光电、台基股份、三安光电等个股纷纷大涨。

上午很多粉丝留言问砷化镓GaAs是不是第三代半导体,所以「独家研报」又在今天中午1点左右发文《砷化镓GaAs不是第三代半导体》统一解答该问题,并表示:

第三代半导体材料是以碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氧化锌(ZnO)、金刚石、氮化铝(AlN)为代表的宽禁带半导体材料,目前碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)是主流。
GaAs材料归类于第二代半导体范围,不属于第三代半导体。


下文再回顾下昨晚文章的核心内容。



什么是第三代半导体

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第三代半导体是以碳化硅SiC、氮化镓GaN为主的宽禁带半导体材料,具有高击穿电场、高饱和电子速度、高热导率、高电子密度、高迁移率、可承受大功率等特点。



第三代半导体材料具有抗高温、高功率、高压、高频以及高辐射等特性,相比Si基半导体可以降低50%以上的能量损失,同时使装备体积减小75%以上。

第三代半导体属于后摩尔定律概念,制程和设备要求相对不高,难点在于第三代半导体材料的制备,同时在设计上要有优势。

由于制造设备、制造工艺以及成本的劣势,多年来第三代半导体材料只是在小范围内应用,无法挑战Si基半导体的统治地位。


目前SiC衬底技术相对简单,国内已实现4英寸量产,6英寸的研发也已经完成。

GaN制备技术仍有待提升,国内企业目前可以小批量生产2英寸衬底,具备了4英寸衬底生产能力,并开发出6英寸样品。


在5G和新能源汽车等新市场需求的驱动下,第三代半导体材料有望迎来加速发展。


随着5G、新能源汽车等新市场出现,Si基半导体的性能已无法完全满足需求,SiC和GaN的优势被放大。

另外,制备技术进步使得SiC与GaN器件成本不断下降, SiC和GaN的性价比优势将充分显现,第三代半导体的时代即将到来。

SiC、GaN有各自的优势领域。

GaN侧重高频性能,广泛应用于基站、雷达、工业、消费电子领域。预计到2022年,GaN器件的市场规模将超过25亿美元,年复合增长率为17%。

SiC常被用于功率器件,适用于600V下的高压场景,广泛应用于光伏、风电、轨道交通、新能源汽车、充电桩等于电力电子领域。预计到2023年,SiC功率器件的市场规模将超过15亿美元,年复合增长率为31%。


第三代半导体未来核心增长点

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氮化镓GaN:5G基站以及快充两个领域复合增速较快,有望成为GaN市场快速增长的主要驱动力。

【5G基站】

GaN射频器件更能有效满足5G高功率、高通信频段的要求,未来5G基站GaN将逐步取代LDMOS市场空间,基于GaN工艺的基站占比将由50%增至58%,带来大量GaN需求。


另一方面,小基站可弥补5G宏基站覆盖范围小的缺点,成为5G网络的重要组成部分,大量小基站的使用也将带来GaN用量增长。


预计GaN射频器件的规模将从2017年3.8亿美元增长到2023年13亿美元,复合增长率超过20%。


【快充】

GaN具备导通电阻小、损耗低以及能源转换效率高等优点,由GaN制成的充电器还可以做到较小的体积。安卓端率先将GaN技术导入到快充领域,随着GaN生产成本迅速下降,GaN快充有望成为消费电子领域下一个杀手级应用。预计全球GaN功率半导体市场规模从2018年的873万美元增长到2024年的3.5亿美元,复合增长率达到85%。


2019年9月,OPPO发布国内首款GaN充电器SuperVOOC 2.0,充电功率为65W;2020年2月,小米推出65W GaN充电器,体积比小米笔记本充电器缩小48%,并且售价创下业内新低。


随着GaN技术逐步提升,规模效应会带动成本越来越低,未来GaN充电器的渗透率会不断提升。


碳化硅SiC:新能源汽车以及轨道交通两个领域复合增速较快,有望成为SiC市场快速增长的主要驱动力。

【新能源汽车】

在新能源汽车领域,SiC器件主要可以应用于功率控制单元、逆变器、车载充电器等方面。SiC功率器件轻量化、高效率、耐高温的特性有助于有效降低新能源汽车系统成本。


2018年特斯拉Model 3采用了意法半导体生产的SiC逆变器,是第一家在主逆变器中集成全SiC功率模块的车企。


以Model 3搭载的SiC功率器件为例,其轻量化的特性节省了电动汽车内部空间,高效率的特性有效降低了电动汽车电池成本,耐高温的特性降低了对冷却系统的要求,节约了冷却成本。


此外,近期新上市的比亚迪汉EV也搭载了比亚迪自主研发并制造的高性能SiC-MOSFET 控制模块。


【轨道交通】

在轨道交通领域,SiC器件主要应用于轨交牵引变流器,能大幅提升牵引变流装置的效率,符合轨道交通绿色化、小型化、轻量化的发展趋势。


近日完成调试的苏州3号线0312号列车是国内首个基于SiC变流技术的牵引系统项目。采用完全的SiC半导体技术替代传统IGBT技术,在提高系统效率的同时降低了噪声,提升了乘客的舒适度。


今天梳理了一份“第三代半导体相关个股”,凡是点了“在看”者点击“进入公众号”,然后在对话框里发送“答案”这两个字,就会蹦出答案。


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