一款充電器引爆市場(chǎng) 第三代半導(dǎo)體材料應(yīng)用有望加速

    小米日前推出一款65W氮化鎵充電器，引發(fā)市場(chǎng)對(duì)氮化鎵的強(qiáng)烈關(guān)注，A股相關(guān)公司股價(jià)連日上漲。據(jù)介紹，氮化鎵材料具備高功率、高頻率、高導(dǎo)熱等優(yōu)勢(shì)，用在充電領(lǐng)域可在輸出大功率的同時(shí)保持充電器體積可控，因此獲得不少終端廠商青睞。

    中信證券研究認(rèn)為，2025年全球氮化鎵快充市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)600多億元。除了充電器，氮化鎵材料在功率器件、射頻器件等半導(dǎo)體領(lǐng)域大有可為，未來或加速對(duì)硅基產(chǎn)品的替代。

    獲終端廠商青睞

    小米10系列手機(jī)近日的直播發(fā)布會(huì)獲得廣泛關(guān)注。小米集團(tuán)創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)兼CEO雷軍直言非常喜歡的65W氮化鎵充電器。雷軍表示，這款充電器非常小巧，既可以給手機(jī)充電，還可以給筆記本電腦等其他設(shè)備充電。

    事實(shí)上，OPPO去年11月發(fā)布的RenoAce手機(jī)時(shí)也搭載了氮化鎵充電器。電源管理和LED驅(qū)動(dòng)芯片龍頭富滿電子與OPPO合作研發(fā)了氮化鎵充電器。

    氮化鎵（GaN）是第三代半導(dǎo)體材料之一。相比第一代和第二代半導(dǎo)體材料，第三代半導(dǎo)體材料具有更寬的禁帶寬度、更高的擊穿電場(chǎng)、更高的熱導(dǎo)率、更大的電子飽和度以及更高的抗輻射能力。

    在今年初的美國(guó)拉斯維加斯CES2020展會(huì)上，Anker等30家廠商總計(jì)推出66款氮化鎵快充產(chǎn)品。多家券商電子分析師認(rèn)為，小米這款氮化鎵充電器以149元的低價(jià)進(jìn)入市場(chǎng)，將有力推動(dòng)氮化鎵充電器在消費(fèi)電子市場(chǎng)的滲透普及。華為、三星、蘋果等消費(fèi)電子終端廠商有望跟進(jìn)。

    值得注意的是，氮化鎵等第三代半導(dǎo)體材料技術(shù)門檻較高，終端廠商多以投資方式提前布局。例如，小米這款氮化鎵充電器采用的是納微半導(dǎo)體（Navitas）的相關(guān)技術(shù)。資料顯示，納微半導(dǎo)體2014年在美國(guó)加利福尼亞成立，從事氮化鎵功率芯片業(yè)務(wù)，小米早前曾投資納微半導(dǎo)體，并確立產(chǎn)業(yè)鏈上下游合作關(guān)系。

    華為旗下的哈勃科技投資有限公司2019年8月投資了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的碳化硅材料公司山東天岳先進(jìn)材料科技有限公司，持股達(dá)10%。碳化硅是另一種第三代半導(dǎo)體材料，是制造高溫、高頻、大功率半導(dǎo)體器件的理想襯底材料，綜合性能較硅材料可提升上千倍，可用于固態(tài)光源、電力電子、微波射頻器件。

    中信證券研報(bào)認(rèn)為，目前市面上已有多家廠商布局氮化鎵快充市場(chǎng)，隨著用戶對(duì)便攜性的需求提高，2025年全球氮化鎵快充市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)600多億元。同時(shí)，加速氮化鎵芯片在其他新興領(lǐng)域?qū)杌a(chǎn)品的替代。

    迎重大發(fā)展機(jī)遇

    除了應(yīng)用于電源適配器，氮化鎵功率器件還可以應(yīng)用于無線充電件、逆變器、交流器等領(lǐng)域。

    調(diào)研機(jī)構(gòu)Yole認(rèn)為，電力系統(tǒng)市場(chǎng)有望成為氮化鎵功率器件市場(chǎng)規(guī)模快速提高的主要驅(qū)動(dòng)因素。Yole預(yù)測(cè)2018年-2022年復(fù)合增速提高至89%。預(yù)計(jì)到2022年氮化鎵功率器件的市場(chǎng)規(guī)模為4.62億美元。其中，電力供應(yīng)系統(tǒng)領(lǐng)域增速最快，預(yù)計(jì)到2022年電力系統(tǒng)領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)2.43億美元，占總市場(chǎng)規(guī)模比例超過一半。

    西南證券研報(bào)認(rèn)為，隨著技術(shù)水平進(jìn)步與成本控制增強(qiáng)，氮化鎵材料有望在中低功率取代硅基功率器件，在300V-600V電壓間發(fā)揮優(yōu)勢(shì)作用。在0-900V的低壓市場(chǎng)，氮化鎵都有較大的應(yīng)用潛力。

    氮化鎵射頻器件主要應(yīng)用于基站、衛(wèi)星、雷達(dá)等領(lǐng)域。這些器件具備尺寸小、效率高和功率密度大的物理特性，使通信基站能夠更好的實(shí)現(xiàn)信號(hào)收發(fā)，有效減少收發(fā)通道數(shù)及整體方案的尺寸，是5G基站的關(guān)鍵技術(shù)。2020年是國(guó)內(nèi)5G基站大規(guī)模建設(shè)的年份，5G基站數(shù)量增加將帶來射頻器件需求量增加。Yole預(yù)測(cè)，在5G基站等通信設(shè)備和軍用高頻率雷達(dá)建設(shè)的拉動(dòng)下，到2024年氮化鎵射頻器件市場(chǎng)規(guī)模有望突破20億美元。其中，通信設(shè)備和軍工應(yīng)用領(lǐng)域占比最大，合計(jì)超過85%。

    從產(chǎn)業(yè)鏈看，氮化鎵產(chǎn)業(yè)鏈包括襯底、外延片、器件制造等環(huán)節(jié)，目前大部分環(huán)節(jié)的一線廠商在海外。我國(guó)企業(yè)尚未進(jìn)入供給端第一梯隊(duì)。

    氮化鎵硅基襯底主要供應(yīng)商有德國(guó)世創(chuàng)、日本信越化學(xué)、日本勝高等。日本電信公司研究所、英國(guó)IQE和比利時(shí)的EpiGaN等則是硅基氮化鎵外延片的主要供應(yīng)商。美國(guó)Bridg、日本富士通等公司主要從事功率氮化鎵器件代工制造。美國(guó)公司科銳（Cree）在全球LED芯片、LED組件、照明產(chǎn)品、電源轉(zhuǎn)換和無線通信設(shè)備市場(chǎng)中處于領(lǐng)導(dǎo)地位，具備碳化硅功率器件及氮化鎵射頻器件生產(chǎn)能力，碳化硅功率器件市場(chǎng)擁有全球最大份額，氮化鎵射頻器件市場(chǎng)份額世界第二。

    A股公司積極布局

    小米65W氮化鎵充電器的發(fā)布，帶熱A股相關(guān)概念股。

    對(duì)于第三代半導(dǎo)體的發(fā)展機(jī)遇，除了終端廠商通過投資方式布局搶灘，國(guó)內(nèi)不少企業(yè)攻堅(jiān)克難，三安光電、聞泰科技、士蘭微、華潤(rùn)微、海特高新、華微電子、揚(yáng)杰科技等多家公司均已積極投入資源，并取得一定成績(jī)。

    三安光電下屬子公司三安集成成立于2014年，是一家專門從事化合物半導(dǎo)體制造的代工廠，服務(wù)于射頻、毫米波、功率電子和光學(xué)市場(chǎng)，具備襯底材料、外延生長(zhǎng)以及芯片制造的產(chǎn)業(yè)整合能力。三安集成網(wǎng)站顯示，三安集成在微波射頻領(lǐng)域已建成專業(yè)化、規(guī)?；?英寸、6英寸化合物晶圓制造產(chǎn)線，在電子電路領(lǐng)域已推出高可靠性、高功率密度的碳化硅功率二極管及硅基氮化鎵功率器件。

    海特高新旗下海威華芯積極拓展化合物半導(dǎo)體業(yè)務(wù)，已建成6寸化合物半導(dǎo)體商用生產(chǎn)線，并完成包括砷化鎵、氮化鎵、碳化硅及磷化銦在內(nèi)的6項(xiàng)工藝產(chǎn)品的開發(fā)，可支持制造功率放大器、混頻器、低噪音放大器、開關(guān)、光電探測(cè)器、激光器、電力電子等產(chǎn)品，業(yè)務(wù)涵蓋航空、航天、衛(wèi)星、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。

    聞泰半導(dǎo)體收購(gòu)的安世半導(dǎo)體在全球功率半導(dǎo)體領(lǐng)域居領(lǐng)先地位。2018年安世半導(dǎo)體與美國(guó)科銳簽署非排他性、全球性的付費(fèi)專利許可協(xié)議，通過這一協(xié)議，安世半導(dǎo)體將有權(quán)使用科銳氮化鎵功率器件專利組合。